WO2023211118A1 - 흡음성이 우수한 발포비드, 이를 이용한 발포 성형체 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 발포 성형체 - Google Patents

흡음성이 우수한 발포비드, 이를 이용한 발포 성형체 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 발포 성형체 Download PDF

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WO2023211118A1
WO2023211118A1 PCT/KR2023/005621 KR2023005621W WO2023211118A1 WO 2023211118 A1 WO2023211118 A1 WO 2023211118A1 KR 2023005621 W KR2023005621 W KR 2023005621W WO 2023211118 A1 WO2023211118 A1 WO 2023211118A1
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WO
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foam
bead
sound absorption
molded body
beads
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PCT/KR2023/005621
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김태형
한준택
최중혁
홍재원
오정호
Original Assignee
한화첨단소재 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16—Making expandable particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene

Definitions

  • the present invention relates to foam beads with excellent sound absorption, a method of manufacturing the same, and a foam molded article manufactured using the same.
  • Foam beads which are manufactured by foaming thermoplastic resins such as polyolefin, have excellent processability and moldability, and are excellent in cushioning and lightness, so they are used in various industrial fields such as vehicle members, building materials, household goods, and packaging and transportation materials.
  • foam beads require various physical properties depending on the industrial field in which they are used, and therefore, research is being attempted to provide various physical properties to foam beads.
  • One object of the present invention is to provide foam beads with excellent absorbency and strength.
  • Another object of the present invention is to provide foam beads with excellent elasticity, durability, and shape recovery after compression.
  • Another object of the present invention is to provide foam beads with excellent chemical resistance and heat resistance.
  • Another object of the present invention is to provide foamed beads with excellent productivity and economic efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a foam molded body using the foam beads.
  • Another object of the present invention is to provide a foam molded article manufactured using the foam beads.
  • the foam bead includes expanded polypropylene (EPP) and includes six protrusions protruding outward about the central axis, wherein the protrusions have a maximum width (W) and length (H) of 1:2. It is ⁇ 1:5.
  • EPP expanded polypropylene
  • H length
  • the foam beads may include foam cells with a cross-sectional diameter of 10 to 400 ⁇ m.
  • the foam bead may have a maximum width (W) of 0.3 to 1.5 mm and a length (H) of 0.6 to 3.0 mm of the protrusion, and a thickness of 0.01 to 10 mm.
  • the foam beads may have a density of 10 to 100 g/L.
  • the polypropylene is a propylene homopolymer; or a copolymer of propylene and one or more olefins selected from ethylene, butene, pentene, hexene, and octene.
  • the polypropylene may have a melting point of 120-170°C and a melt index (230°C, 2.16kg) of 0.1-100g/10min measured according to ASTM D1238.
  • Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a foam molded body using the foam beads.
  • the method of manufacturing the foam molded body includes filling the foam beads into a mold and performing steam molding.
  • the steam forming may be performed at 130 to 170°C and a pressure of 1 to 6 bar.
  • Another aspect of the present invention relates to a foam molded article manufactured using the foam beads.
  • the foam molded body may have a density of 10 to 100 kg/m 3 and a porosity of 10 to 30%, as measured based on ISO 845 standards.
  • the foam beads according to the present invention have excellent absorption and strength, elasticity, durability, and shape recovery characteristics after compression, excellent chemical resistance and heat resistance, and can be excellent in productivity and economic efficiency.
  • Figure 1 is a plan view of a foam bead according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a foam bead according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a graph of the sound absorption coefficient measurement results of Example 2 and Comparative Example 1.
  • Figure 4 is a graph of sound absorption coefficient measurement results of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
  • FIGS. 1 and 2 are plan views of a foam bead according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view of a foam bead according to an embodiment of the present invention.
  • the foam bead 100 includes expanded polypropylene (EPP) and includes six protrusions 10 protruding outward with respect to the central axis C.
  • EPP expanded polypropylene
  • the foam bead protrusion 10 has a maximum width (W) and length (H) of 1:2 to 1:5. If the length to the maximum width of the foam bead protrusion is formed to be less than 1:2, it is difficult to secure porosity when manufacturing the foam molded body, which reduces the sound absorption characteristics, and the length to the maximum width of the foam bead protrusion exceeds 1:5.
  • the surface area where foam beads are fused together becomes small when manufacturing the foam molded body, making it difficult to realize the shape of the molded body.
  • the foam bead protrusion 10 may have a maximum width and length of 1:2.5 to 1:4.
  • the foam bead protrusion 10 has a maximum width (W) and length (H) of 1:2, 1:2.1, 1:2.2, 1:2.3, 1:2.4, 1:2.5, 1:2.6, 1: 2.7, 1:2.8, 1:2.9, 1:3, 1:3.1, 1:3.2, 1:3.3, 1:3.4, 1:3.5, 1:3.6, 1:3.7, 1:3.8, 1:3.9, It can be 1:4, 1:4.1, 1:4.2, 1:4.3, 1:4.4, 1:4.5, 1:4.6, 1:4.7, 1:4.8, 1:4.9 or 1:5.
  • the foam beads may include closed cells. In one embodiment, the foam beads may include foam cells with a cross-sectional diameter of 10 to 400 ⁇ m. The cross-sectional diameter may mean the maximum length or diameter of the bubble cell. When the foam cell of the above conditions is included, sound absorption characteristics can be excellent.
  • the foam bead may have a maximum width (W) of 0.3 to 1.5 mm and a length (H) of 0.6 to 3.0 mm of the protrusion.
  • W maximum width
  • H length
  • a foam bead may have a maximum width (W) of the protrusion of 0.5 to 1.0 mm and a length (H) of 1.5 to 2.5 mm.
  • the foam bead may have a maximum width (W) of the protrusion of 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, or 1.5 mm.
  • the foam bead has a protrusion length (H) of 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, It may be 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 or 3.0 mm.
  • the foam bead may have a maximum length of 1.2 to 6.0 mm, for example, 3 to 5 mm.
  • the foam beads have a maximum length of 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5 .6, It may be 5.7, 5.8, 5.9 or 6.0 mm.
  • the foam bead may have a thickness (T) of 0.01 to 10 mm.
  • T thickness
  • the thickness (T) of foam beads is 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5. , 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 or 10 mm.
  • the foam beads may have a density of 10 to 100 g/L.
  • the foam beads may have a molding density of 10 to 100 g/L as measured according to ISO 845. Under the above conditions, mechanical properties and lightweight properties can be excellent.
  • the foam beads have a density of 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30. , 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55 , 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 , 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 or 100 g/L.
  • the polypropylene may have a melting point of 120 to 170°C and a melt index (230°C, 2.16 kg) of 0.1 to 100g/10min measured according to ASTM D1238. Under the above conditions, mechanical properties and formability may be excellent.
  • the polypropylene may have a melting point of 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165 or 170°C.
  • the polypropylene has a melt index (230°C, 2.16kg) measured according to ASTM D1238 of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or 100 g/10min It can be.
  • a melt index 230°C, 2.16kg measured according to ASTM D1238 of 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or 100 g/10min It can be.
  • the polypropylene is a propylene homopolymer; or a copolymer of propylene and one or more olefins selected from ethylene, butene, pentene, hexene, and octene.
  • the foam bead manufacturing method includes (S10) extruded body manufacturing step; (S20) Pelletization step; and (S30) foam bead forming step. More specifically, the foam bead manufacturing method includes (S10) manufacturing an extruded body by extruding a composition containing polypropylene; (S20) forming pellets using the extrudate; and (S30) forming foam beads by impregnating the pellets with a foaming agent.
  • the above step is a step of manufacturing an extruded body by extruding a composition containing polypropylene resin.
  • the composition includes polypropylene.
  • polypropylene When polypropylene is included, heat resistance and durability are excellent, porosity is improved when manufacturing a foam molded body, and the sound absorption of the foam beads can be excellent.
  • the composition may further include additives other than polypropylene.
  • the additive may include the propylene resin and one or more of a foam modifier, an antistatic agent, a lubricant, an antioxidant, a light absorber, a flame retardant, and a colorant.
  • the composition can be extruded using a die corresponding to the shape of the foam bead of the present invention at the end of the extruder.
  • the polypropylene may have a melting point of 120-170°C and a melt index (230°C, 2.16kg) of 0.1-100g/10min measured according to ASTM D1238. Under the above conditions, mechanical properties and formability may be excellent.
  • the polypropylene is a propylene homopolymer; or a copolymer of propylene and one or more olefins selected from ethylene, butene, pentene, hexene, and octene.
  • This step is a step of forming pellets using the extrudate.
  • the extrudate may be cooled and cut to form pellets.
  • the manufactured pellet may have a shape corresponding to the shape of the foamed bead of the present invention.
  • the step is to form foam beads by impregnating the pellet with a foaming agent.
  • the pellets may be placed in a container filled with a dispersant, the container may be sealed and pressurized, and then a foaming agent may be supplied to impregnate the pellets with the foaming agent.
  • the dispersing solvent may include water.
  • the dispersing solvent may further include a dispersing agent.
  • the foaming may be performed at 130 to 150°C and under pressure conditions of 1 to 40 bar.
  • the pellets can be easily impregnated with the foaming agent, the porosity can be improved, and the sound absorption of the foam beads can be excellent.
  • it can be carried out at 140 ⁇ 150°C and pressure of 20 ⁇ 40bar.
  • the foaming is at 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149 or 150°C, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, Pressure conditions of 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 or 40 bar It can be carried out.
  • the blowing agent may include one or more of halogenated hydrocarbons, ethane, dichloromethane, carbon dioxide, nitrogen, and air.
  • halogenated hydrocarbons ethane, dichloromethane, carbon dioxide, nitrogen, and air.
  • it may contain carbon dioxide.
  • the foam bead includes expanded polypropylene (EPP) and includes six protrusions protruding outward based on the central axis, and the protrusions have a maximum width (W) and length (H) of 1:2 to 1:5. am.
  • EPP expanded polypropylene
  • Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a foam molded article manufactured using the foam beads.
  • the method of manufacturing the foam molded body includes filling the foam beads into a mold and performing steam molding.
  • the steam forming can be performed at 130 to 170°C and a pressure of 1 to 6 bar. Under the above conditions, the mechanical properties of the foam molded body are excellent, and the porosity increases, so the sound absorption characteristics can be excellent.
  • the steam forming is 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151 , 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169 or 1, 1.1, 1.2, 1.3 at a temperature of 170°C.
  • Another aspect of the present invention relates to a foam molded article manufactured using the foam beads.
  • the foam molded body may have a density of 10 to 100 kg/m 3 measured based on ISO 845 standards.
  • the density may be 30 to 60 kg/m 3 .
  • the foam molded body may have a porosity of 10 to 30%.
  • the foam molded body has a density measured based on ISO 845 standards of 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26. , 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 , 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 or 100 kg/ It may be m3 .
  • the foam molded body has a porosity of 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30. It may be %.
  • the foam molded body has a density of 30 to 60 kg/m 3 and a porosity of 10 to 25 as measured according to ISO 845 standards for a sheet-shaped foam molded body with an area (width x height) of 2500 cm 2 and a thickness of 6 cm. It may be %.
  • the porosity of the foam molded body can be measured by a conventional method.
  • the porosity can be measured by completely immersing the foam molded body in water filled in a water tank, etc., and then measuring the change in the volume of water before and after immersion of the foam molded body.
  • the foam molded body may have a tensile strength of 300 kPa or more and an elongation of 5% or more, measured according to ISO 1926 standards.
  • the foam molded body may have a tensile strength of 300 to 500 kPa and an elongation of 5 to 15%.
  • the foam molded body has a tensile strength measured according to ISO 1926 standards of 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, It may be 460, 470, 480, 490 or 500 kPa.
  • the foam molded body may have an elongation of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, or 15%, as measured according to ISO 1926 standards.
  • the foam molded body may have a compressive strength of 350 kPa or more measured according to the ISO 844 standard, and a permanent compression ratio measured according to the ISO 1856C standard may be 35% or more.
  • the foam molded body may have a compressive strength of 365 to 400 kPa and a permanent compression rate of 35 to 45%.
  • the foam molded body may have a compressive strength of 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 390, 395, or 400 kPa, as measured according to ISO 844 standards.
  • the foam molded body may have a permanent compression ratio of 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, or 45%, as measured according to ISO 1856C standards.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.05 to 0.17 in the 400 Hz region, a sound absorption coefficient of 0.30 to 0.46 in the 500 Hz region, and a sound absorption coefficient of 0.30 to 0.46 in the 500 Hz region when measuring the sound absorption coefficient based on ISO 354 and SAE J 2883 standards.
  • the sound absorption coefficient can be 0.30 to 0.67
  • the sound absorption coefficient can be 0.36 to 0.73.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15 in the 400Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. , may be 0.16 or 0.17.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40 in the 500Hz range when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. It may be 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45 or 0.46.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40 in the 800Hz range when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards.
  • 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45, 0.46, 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65 may be 0.66 or 0.67.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40, 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45, 0.46 in the 1000Hz range when measuring the sound absorption coefficient based on ISO 354 and SAE J 2883 standards.
  • 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66, 0.67, 0.68, 0.69, 0.70, 0.71 may be 0.72 or 0.73.
  • the sound absorption coefficient when measuring the sound absorption coefficient of the foam molded body using the above method, the sound absorption coefficient may be 0.56 to 0.88 in the 2000 Hz region, the sound absorption coefficient may be 0.75 to 1.1 in the 4000 Hz region, and the sound absorption coefficient may be 0.76 to 1.1 in the 5000 Hz region.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66 in the 2000Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. , 0.67, 0.68, 0.69, 0.70, 0.71, 0.72, 0.73, 0.74, 0.75, 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, It may be 0.87 or 0.88.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.75, 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85 in the 4000Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. , 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09 or 1.1 It can be.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86 in the 5000Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. , 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, Can be 1.07, 1.08, 1.09 or 1.1 there is.
  • the sound absorption coefficient when measuring the sound absorption coefficient of the foam molded body by the above method, the sound absorption coefficient may be 0.77 to 1.30 in the 6300 Hz region, the sound absorption coefficient may be 0.77 to 1.35 in the 8000 Hz region, and the sound absorption coefficient may be 0.77 to 1.35 in the 10000 Hz region.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86 in the 6300Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.
  • 07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11 It can be 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.20, 1.21, 1.22, 1.23, 1.24, 1.25, 1.26, 1.27, 1.28, 1.29 or 1.30.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86 in the 8000Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.
  • the foam molded body has a sound absorption coefficient of 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86 in the 10000Hz region when the sound absorption coefficient is measured based on ISO 354 and SAE J 2883 standards. 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.
  • the foam bead of the present invention has excellent processability and moldability, cushioning and lightness, so the foam molded body manufactured using it can be used for purposes such as vehicle members, building members, household goods, and packaging and transportation materials.
  • An extruded body was prepared by kneading and extruding a composition containing polypropylene (polypropylene homopolymer with a melting point of 140 to 145°C and a melt index of 5 to 8 g/10 min according to ASTM D 1238 (230°C, 2.16 kg)). The extrudate was then water-cooled and cut to form pellets.
  • polypropylene polypropylene homopolymer with a melting point of 140 to 145°C and a melt index of 5 to 8 g/10 min according to ASTM D 1238 (230°C, 2.16 kg)
  • the pellets are put into a reactor (autoclave) filled with a dispersant (water) and a dispersant, and the foaming agent is injected into the container.
  • the foaming agent is added to the pellets at a temperature of 140 to 150°C and a pressure of 20 to 40 bar.
  • foam beads as shown in Figure 3 below were prepared.
  • the foam bead contains expanded polypropylene (EPP) containing closed cells with a cross-sectional diameter of 10 to 400 ⁇ m, and has a star shape including six protrusions protruding outward from the central axis, Each protrusion had a maximum width (W) of 0.7 mm and a length (H) of 2.1 mm based on the central axis, and the thickness of the foam beads was 3 to 4 mm.
  • EPP expanded polypropylene
  • Foam beads were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the porosity and maximum protrusion width and length conditions in Table 1 below were applied.
  • foam beads containing spherical expanded polypropylene (EPP) with an average particle diameter (length in the L direction) of 3 to 7 mm were manufactured.
  • Foam molded articles were manufactured using the foam beads of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. Specifically, the foam beads were each filled into a mold, and then steam molded at 130 to 170°C and a pressure of 1 to 6 bar to produce a sheet-shaped foam molded body with an area (width x height) of 2500 cm 2 and a thickness of 6 cm. For the foam beads of the above Examples and Comparative Examples, the foam molded body was completely immersed in water filled in a water tank, and then the porosity was measured by measuring the change in water volume before and after immersion of the foam molded body. The results are shown in Table 1 below.

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Abstract

본 발명은 흡음성이 우수한 흡음성이 우수한 발포비드, 이를 이용한 발포 성형체 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 발포 성형체에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 발포비드는 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부를 포함하는 발포비드이며, 상기 돌출부는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2~1:5 이다.

Description

흡음성이 우수한 발포비드, 이를 이용한 발포 성형체 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 발포 성형체
본 발명은 흡음성이 우수한 흡음성이 우수한 발포비드, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 발포 성형체에 관한 것이다.
폴리올레핀 등의 열가소성 수지를 발포하여 제조되는 발포비드는 가공성과 성형성이 우수하고, 쿠션감과 경량성이 우수하여 차량 부재, 건축용 부재, 가정용품 및 포장 운반용 자재 등 다양한 산업분야에서 사용되고 있다.
한편 발포비드는 사용되는 산업분야에 따라 다양한 물성이 요구되며, 이에 발포비드에 다양한 물성을 부여하기 위한 연구가 시도되고 있다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2019-0071184호(2019.06.24. 공개, 발명의 명칭: 전도성 발포 비드 및 그 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 흡읍성 및 강도가 우수한 발포비드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탄성, 내구성 및 압축 후 형상 회복성이 우수한 발포비드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내화학성 및 내열성이 우수한 발포비드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생산성 및 경제성이 우수한 발포비드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 발포비드를 이용한 발포 성형체 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 발포비드를 이용하여 제조된 발포 성형체를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 발포비드에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 발포비드는 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2~1:5이다.
한 구체예에서 상기 발포비드는 단면직경 10~400㎛인 기포셀을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포비드는 돌출부의 최대폭(W) 0.3~1.5mm 및 길이(H) 0.6~3.0mm 이며, 두께가 0.01~10mm 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포비드는 밀도가 10~100g/L일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체; 또는 프로필렌과 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐 중 1종 이상의 올레핀의 공중합체;를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 용융점 120~170℃ 및 ASTM D1238에 의거하여 측정된 용융지수(230℃, 2.16kg) 0.1~100g/10min 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 발포비드를 이용한 발포 성형체 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 발포 성형체 제조방법은 상기 발포비드를 금형에 충전하여 스팀 성형하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 스팀 성형은 130~170℃에서 1~6bar의 압력 조건으로 실시될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체에 관한 것이다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 845 기준에 의거하여 측정된 밀도가 10~100 kg/m3 이고, 기공률(porosity)가 10~30% 일 수 있다.
본 발명에 따른 발포비드는 흡읍성 및 강도가 우수하고, 탄성, 내구성 및 압축 후 형상 회복특성이 우수하며, 내화학성 및 내열성이 우수하고, 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 발포비드의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 발포비드의 사시도이다.
도 3은 실시예 2 및 비교예 1의 흡음계수 측정결과 그래프이다.
도 4는 실시예 1~5 및 비교예 1의 흡음계수 측정결과 그래프이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
발포비드
본 발명의 하나의 관점은 발포비드에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 발포비드의 평면도이며, 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 발포비드의 사시도이다. 상기 도 1 및 도 2를 참조하면 발포비드(100)는 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축(C)을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부(10)를 포함한다.
한 구체예에서 발포비드 돌출부(10)는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2~1:5이다. 상기 발포비드 돌출부의 최대폭에 대한 길이가 1:2 미만으로 형성되는 경우 발포 성형체 제조시 기공률 확보가 어려우며, 이로 인해 흡음 특성이 저하되며, 상기 발포비드 돌출부의 최대폭에 대한 길이가 1:5를 초과하여 형성되는 경우 발포 성형체 제조시 발포비드 간의 융착되는 표면적이 작아져 성형체 형상 구현이 어려울 수 있다. 예를 들면 발포비드 돌출부(10)는 최대폭 및 길이가 1:2.5~1:4로 형성될 수 있다. 예를 들면 발포비드 돌출부(10)는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2, 1:2.1, 1:2.2, 1:2.3, 1:2.4, 1:2.5, 1:2.6, 1:2.7, 1:2.8, 1:2.9, 1:3, 1:3.1, 1:3.2, 1:3.3, 1:3.4, 1:3.5, 1:3.6, 1:3.7, 1:3.8, 1:3.9, 1:4, 1:4.1, 1:4.2, 1:4.3, 1:4.4, 1:4.5, 1:4.6, 1:4.7, 1:4.8, 1:4.9 또는 1:5일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포비드는 닫힌 구조의 셀(closed cell)을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 발포비드는 단면직경 10~400㎛인 기포셀을 포함할 수 있다. 상기 단면직경은 상기 기포셀의 최대 길이 또는 직경을 의미할 수 있다. 상기 조건의 기포셀을 포함시 흡음 특성이 우수할 수 있다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 발포비드는 돌출부의 최대폭(W) 0.3~1.5mm, 길이(H) 0.6~3.0mm 일 수 있다. 상기 발포비드 돌출부의 최대폭 및 길이 조건에서 발포 비드의 형상 회복 특성과 흡음성이 우수하며, 발포 성형체 제조시 내구성 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면 발포비드는 돌출부의 최대폭(W)이 0.5~1.0mm 이고, 길이(H) 1.5~2.5mm 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포비드는 돌출부의 최대폭(W)이 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 또는 1.5mm일 수 있다.
예를 들면 상기 발포비드는 돌출부의 길이(H)가 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 또는 3.0mm일 수 있다.
상기 발포비드는 최대길이가 1.2~6.0mm, 예를 들면 3~5mm 일 수 있다. 예를 들면 상기 발포비드는 최대길이가 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9 또는 6.0mm일 수 있다.
상기 도 2를 참조하면, 발포비드는 두께(T)가 0.01~10mm 일 수 있다. 상기 두께 조건에서 발포 성형체 제조시 기공률 확보가 용이하며, 흡음성과 기계적 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면 발포비드는 두께(T)가 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 또는 10mm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포비드는 밀도가 10~100g/L 일 수 있다. 예를 들면 상기 발포비드는 ISO 845 기준으로 측정된 성형밀도가 10~100g/L 일 수 있다. 상기 조건에서 기계적 물성과 경량성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 발포비드는 밀도가 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100g/L일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 용융점 120~170℃ 및 ASTM D1238에 의거하여 측정된 용융지수(230℃, 2.16kg) 0.1~100g/10min일 수 있다. 상기 조건에서 기계적 물성과 성형성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 폴리프로필렌은 용융점이 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165 또는 170℃ 일 수 있다.
예를 들면 상기 폴리프로필렌은 ASTM D1238에 의거하여 측정된 용융지수(230℃, 2.16kg)가 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100 g/10min일 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체; 또는 프로필렌과 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐 중 1종 이상의 올레핀의 공중합체;를 포함할 수 있다.
발포비드 제조방법
본 발명의 다른 관점은 발포비드 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 발포비드 제조방법은 (S10) 압출체 제조단계; (S20) 펠렛화단계; 및 (S30) 발포비드 형성단계;를 포함한다. 보다 구체적으로 상기 발포비드 제조방법은 (S10) 폴리프로필렌을 포함하는 조성물을 압출하여 압출체를 제조하는 단계; (S20) 상기 압출체를 이용하여 펠렛을 형성하는 단계; 및 (S30) 상기 펠렛에 발포제를 함침하여 발포비드를 형성하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 발포비드 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 압출체 제조단계
상기 단계는 폴리프로필렌 수지를 포함하는 조성물을 압출하여 압출체를 제조하는 단계이다.
한 구체예에서 상기 조성물은 폴리프로필렌을 포함한다. 상기 폴리프로필렌을 포함시 내열성과 내구성이 우수하며, 발포 성형체 제조시 공극률이 향상되며 상기 발포비드의 흡음성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 조성물은 폴리프로필렌외 첨가제를 더 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 첨가제는 상기 프로필렌 수지와, 기포 조정제, 대전방지제, 활제, 산화방지제, 광흡수제, 난연제 및 착색제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 압출기 단부에 본 발명의 발포비드 형상에 대응하는 다이를 사용하여, 상기 조성물을 압출할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 용융점 120~170℃ 및 ASTM D1238에 의거하여 측정된 용융지수(230℃, 2.16kg) 0.1~100g/10min 일 수 있다. 상기 조건에서 기계적 물성과 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체; 또는 프로필렌과 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐 중 1종 이상의 올레핀의 공중합체;를 포함할 수 있다.
(S20) 펠렛화단계
상기 단계는 상기 압출체를 이용하여 펠렛을 형성하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 압출체를 냉각 및 커팅하여 펠렛을 형성할 수 있다. 상기 제조된 펠렛은, 본 발명의 발포비드 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
(S30) 발포비드 형성단계
상기 단계는 상기 펠렛에 발포제를 함침하여 발포비드를 형성하는 단계이다.
예를 들면 상기 펠렛을 분산용제가 충전된 용기에 투입하고 상기 용기를 밀봉 및 가압한 다음, 발포제를 공급하여 상기 펠렛에 발포제를 함침시킬 수 있다. 상기 분산용제는 물을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 분산용제는 분산제를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포는 130~150℃에서 1~40bar의 압력 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건에서 펠렛에 발포제가 용이하게 함침되고 공극률이 향상되며 상기 발포비드의 흡음성이 우수할 수 있다. 예를 들면 140~150℃에서 20~40bar의 압력 조건으로 실시할 수 있다.
예를 들면 상기 발포는 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149 또는 150℃에서, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 또는 40bar의 압력 조건으로 실시할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포제는 할로겐화 탄화수소, 에탄, 디클로로메탄, 이산화탄소, 질소 및 공기 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 이산화탄소를 포함할 수 있다.
상기 발포비드는 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2~1:5이다.
발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체 제조방법
본 발명의 또 다른 관점은 상기 발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 발포 성형체 제조방법은 상기 발포비드를 금형에 충전하여 스팀 성형하는 단계;를 포함한다.
상기 스팀 성형은 130~170℃에서 1~6bar의 압력 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건에서 발포 성형체의 기계적 물성이 우수하며, 공극률이 증가하여 흡음특성이 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 스팀 성형은 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169 또는 170℃의 온도에서 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9 또는 6bar의 압력 조건으로 실시할 수 있다.
발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체
본 발명의 또 다른 관점은 상기 발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체에 관한 것이다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 845 기준에 의거하여 측정된 밀도가 10~100 kg/m3 일 수 있다. 예를 들면 밀도가 30~60 kg/m3 일 수 있다. 또한 상기 발포 성형체는 기공률(porosity)이 10~30% 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 ISO 845 기준에 의거하여 측정된 밀도가 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100 kg/m3 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 기공률이 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30% 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 넓이(가로x세로) 2500cm2 및 두께 6cm인 시트 형태의 발포 성형체에 대하여 ISO 845 기준에 의거하여 측정된 밀도가 30~60 kg/m3 이며, 기공률이 10~25% 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 통상의 방법으로 기공률을 측정할 수 있다. 예를 들면 수조 등에 충전된 물에 발포 성형체를 완전히 침지한 다음, 발포 성형체 침지 전/후 물의 부피 변화량을 측정하여 기공률을 측정할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 1926 기준에 의거하여 측정된 인장강도 300kPa 이상 및 신율 5% 이상일 수 있다. 예를 들면 상기 발포 성형체는 인장강도 300~500kPa 및 신율 5~15% 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 ISO 1926 기준에 의거하여 측정된 인장강도가 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490 또는 500kPa일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 ISO 1926 기준에 의거하여 측정된 신율이 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15% 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 844 기준에 의거하여 측정된 압축강도 350kPa 이상이며, ISO 1856C 기준에 의거하여 측정된 영구압축율이 35% 이상일 수 있다. 예를 들면 상기 발포 성형체는 압축강도가 365~400kPa 이며, 영구압축율이 35~45%일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 ISO 844 기준에 의거하여 측정된 압축강도가 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 390, 395 또는 400kPa일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 ISO 1856C 기준에 의거하여 측정된 영구압축율이 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 또는 45% 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수(absorption coefficient) 측정시, 400Hz 영역에서 흡음계수가 0.05~0.17 이고, 500Hz 영역에서 흡음계수가 0.30~0.46 이며, 800Hz 영역에서 흡음계수가 0.30~0.67 이고, 1000Hz 영역에서 흡음계수가 0.36~0.73 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 400Hz 영역에서 흡음계수가 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16 또는 0.17 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 500Hz 영역에서 흡음계수 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40, 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45 또는 0.46 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 800Hz 영역에서 흡음계수가 0.30, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40, 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45, 0.46, 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66 또는 0.67 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 1000Hz 영역에서 흡음계수가 0.36, 0.37, 0.38, 0.39, 0.40, 0.41, 0.42, 0.43, 0.44, 0.45, 0.46, 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66, 0.67, 0.68, 0.69, 0.70, 0.71, 0.72 또는 0.73 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 상기 방법으로 흡음계수 측정시, 2000Hz 영역에서 흡음계수가 0.56~0.88 이고, 4000Hz 영역에서 흡음계수가 0.75~1.1 이고, 5000Hz 영역에서 흡음계수가 0.76~1.1 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 2000Hz 영역에서 흡음계수가 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.60, 0.61, 0.62, 0.63, 0.64, 0.65, 0.66, 0.67, 0.68, 0.69, 0.70, 0.71, 0.72, 0.73, 0.74, 0.75, 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87 또는 0.88일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 4000Hz 영역에서 흡음계수가 0.75, 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09 또는 1.1 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시 5000Hz 영역에서 흡음계수가 0.76, 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09 또는 1.1 일 수 있다.
예를 들면 상기 발포 성형체는 상기 방법으로 흡음계수 측정시, 6300Hz 영역에서 흡음계수가 0.77~1.30 이고, 8000Hz 영역에서 흡음계수가 0.77~1.35 이고, 10000Hz 영역에서 흡음계수가 0.77~1.35 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시, 6300Hz 영역에서 흡음계수가 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.20, 1.21, 1.22, 1.23, 1.24, 1.25, 1.26, 1.27, 1.28, 1.29 또는 1.30 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시, 8000Hz 영역에서 흡음계수가 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.20, 1.21, 1.22, 1.23, 1.24, 1.25, 1.26, 1.27, 1.28, 1.29, 1.30, 1.31, 1.32, 1.33, 1.34 또는 1.35 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 발포 성형체는 ISO 354 및 SAE J 2883 기준에 의거하여 흡음계수를 측정시, 10000Hz 영역에서 흡음계수가 0.77, 0.78, 0.79, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, 1.0, 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.20, 1.21, 1.22, 1.23, 1.24, 1.25, 1.26, 1.27, 1.28, 1.29, 1.30, 1.31, 1.32, 1.33, 1.34 또는 1.35 일 수 있다.
본 발명의 발포비드는 가공성과 성형성이 우수하고, 쿠션감과 경량성이 우수하여 이를 이용하여 제조된 발포 성형체는 차량 부재, 건축용 부재, 가정용품 및 포장 운반용 자재 등의 용도로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예 1
폴리프로필렌(용융점 140~145℃ 및 ASTM D 1238 기준(230℃, 2.16kg) 용융지수 5~8g/10min인 폴리프로필렌 호모폴리머)를 포함하는 조성물을 혼련 및 압출하여 압출체를 제조하였다. 그 다음에 상기 압출체를 수냉 커팅하여 펠렛을 형성하였다.
그 다음에 분산용제(물)와 분산제가 충전된 반응기(오토클레이브)에 상기 펠렛을 투입하고, 용기 내부에 발포제를 주입하되 온도 140~150℃ 및 20~40bar의 압력 조건으로 상기 펠렛에 발포제를 함침하여 하기 도 3과 같은 발포비드를 제조하였다.
상기 발포비드는 단면직경 10~400㎛인 기포셀(closed cell)을 포함하는 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부를 포함하는 별 형태를 가지며, 각 돌출부는 중심축을 기준으로 최대폭(W) 0.7mm 및 길이(H) 2.1mm이고 상기 발포비드의 두께는 3~4mm로 형성되었다.
실시예 2~5
하기 표 1 조건의 기공률과 돌출부 최대폭 및 길이 조건을 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 발포비드를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 폴리프로필렌(PP)을 사용하여 평균 입경(L방향 길이) 3~7 mm 조건의 구 형상의 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하는 발포비드를 제조하였다.
발포성형체 제조
상기 실시예 1~5 및 비교예 1의 발포비드를 이용하여 발포 성형체를 제조하였다. 구체적으로 상기 발포비드를 금형에 각각 충전한 다음, 130~170℃ 및 1~6bar의 압력으로 스팀 성형하여 넓이(가로x세로) 2500cm2 및 두께 6cm인 시트 형태의 발포 성형체를 제조하였다. 상기 실시예 및 비교예 발포비드에 대하여 수조에 충전된 물에 발포 성형체를 완전히 침지한 다음, 발포 성형체 침지 전/후 물의 부피 변화량을 측정하여 기공률을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2023005621-appb-img-000001
실험예
(1) 밀도(kg/m3), 인장강도(kPa) 및 신율(%): 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 2~4 및 비교예 1에 대하여 밀도, 인장강도 및 신율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 상기 밀도는 ISO 845 기준에 의거하여 측정하였으며, 인장강도 및 신율은 각각 ISO 1926 기준에 의거하여 측정하였다.
(2) 압축강도(kPa) 및 영구압축률(%): 실시예 및 비교예 중 대표적으로 실시예 2~4 및 비교예 1에 대하여, 압축강도 및 영구압축률을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 상기 압축강도는 ISO 844 기준에 의거하여 측정하였으며, 영구압축률은 ISO 1856C 기준에 의거하여 측정하였다.
(3) 흡음계수: 상기 실시예 1~5 및 비교예 1 발포 성형체를 알파 캐빈(alpha cabin)에서 ISO 354 및 SAE J 2883 기준(잔향실법)에 의거하여 400~10,000 Hz의 주파수 대역에서의 흡음계수(absorption coefficient)를 측정하였으며, 각 주파수 대역에서 3회 측정된 흡음계수값을 평균하여 그 결과를 하기 표 3~4 및 도 3~4에 나타내었다.
[표 2]
Figure PCTKR2023005621-appb-img-000002
[표 3]
Figure PCTKR2023005621-appb-img-000003
[표 4]
Figure PCTKR2023005621-appb-img-000004
상기 표 2의 결과를 참조하면, 실시예 2~4는 비교예 1 보다 압축강도가 우수한 것을 알 수 있었다. 하기 도 3은 실시예 2 및 비교예 1의 흡음계수 측정결과 그래프이며, 도 4는 실시예 1~5 및 비교예 1의 흡음계수 측정결과 그래프이다. 상기 표 3~4 및 도 3~4의 결과를 참조하면, 실시예 1~5는, 비교예 1 보다 발포성형체의 기공률과 흡음계수 특성이 우수한 것을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 돌출부 100: 발포비드
C: 중심축

Claims (10)

  1. 발포 폴리프로필렌(EPP)을 포함하며, 중심축을 기준으로 외측을 향하여 돌출된 6개의 돌출부를 포함하는 발포비드이며,
    상기 돌출부는 최대폭(W) 및 길이(H)가 1:2~1:5인 발포비드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포비드는 단면직경 10~400㎛인 기포셀을 포함하는 발포비드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발포비드는 돌출부의 최대폭(W) 0.3~1.5mm 및 길이(H) 0.6~3.0mm이며, 두께가 0.01~10mm인 발포비드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발포비드는 밀도가 10~100g/L인 발포비드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체; 또는 프로필렌과 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐 중 1종 이상의 올레핀의 공중합체;를 포함하는 발포비드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 용융점 120~170℃ 및 ASTM D1238에 의거하여 측정된 용융지수(230℃, 2.16kg)가 0.1~100g/10min인 발포비드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 발포비드를 금형에 충전하여 스팀 성형하는 단계;를 포함하는 발포 성형체 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스팀 성형은 130~170℃에서 1~6 bar의 압력 조건으로 실시되는 발포 성형체 제조방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 발포비드를 이용하여 제조되는 발포 성형체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 발포 성형체는 ISO 845 기준에 의거하여 측정된 밀도가 10~100 kg/m3 이고,
    기공률(porosity)가 10~30% 인 발포 성형체.
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