KR0178538B1 - 폴리프로필렌수지 성형법 - Google Patents

폴리프로필렌수지 성형법 Download PDF

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Abstract

한쌍의 암수 금형(3,4)을 제공하고, 캐비터 클리이런스(t)가 1.0mm이하일 때 화학 발포제 함유의 폴리프로필렌수지용융물을 공급하기 시작하며, 폴리프로필렌 수지용융물(8)의 공급중에 암수 금형중 적어도 하나 이상을 움직여서 캐비티 클리어런스를 증가시켜 성형 캐비터 내 수지용융물에 가해지는 압력을 5㎏/㎠ 내지 100kg/㎠로 조정하며, 수지공급이 끝나자마자 수지용융물(8)에 5㎏/㎠ 내지 100㎏/㎠의 압력을 가하여 스킨층을 형성하고, 캐비티 클리어런스(t)를 증가시켜 발포 코어층을 형성하고 성형기내 발포 성형체를 냉각시키는 것으로 제조된 양호한 외관을 갖는 폴리프로필렌 수지의 발포 성형체

Description

플리프로필렌수지 성형법
제1도는 본 발명에 따른 성형단계에서 캐비티 클리어런스(t)의 변화를 나타내는 것이다.
제2도 및 제3도는 본 발명의 성형법에서 사용된 성형기구의 단면도이다.
제4도는 본 발명의 방법으로 제조된 디스크의 투시도이다.
제5도는 본 발명의 방법으로 제조된 상자 모양의 성형체이다.
본 발명은 폴리프로필렌 수지를 성형하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 양호한 외관을 갖춘 폴리프로필렌수지 발포성형체를 성형하는 방법에 관한 것이다.
열가소성 수지 발포성형체를 제조하기 위해서, 사출성형법이 제안되었다(일본국 특허 공보 제22213/1964호 및 일본국 특허 공개 공보 제24913/1985호에 기재)
그러나 상기의 통상적인 방법은 하기와 같은 몇가지 결점이 있다.
일본국 특허 공보 제22213/1964호에 기재된 방법에서, 금형 캐비티안으로 수지용융물을 제공하는 단계에서 발포조건의 조절이 만족스럽지 못하다. 어떤 경우에는, 수지의 일부분이 수지공급단계에서 이미 발포되어 성형체 표면에 광택 또는 은색 표시가 없는 성형체를 안정하게 제조하기가 어려워 진다. 일본국 특허 공개 공보 제24913/1985호에 기재된 방법에서는, 발포를 위하여 액체 또는 기체를 수지용융물내로 사출하는 기구 및 성형체의 발포위치가 액체 또는 기체의 삽입 위치에 의해 크게 제한된다.
본 발명의 목적은 양호한 외관을 갖춘 폴리프로필렌수지 발포성형체의 제조법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 하기 공정으로 구성되는 폴리프로필렌수지 발포성형체의 제조법이 제공된다.
맞물림 부분(5)에서 미끄러져 움질일 수 있으며 이때 캐비티 클리어런스(t)가 임의로 설정되는 한쌍의 암수금형(3,4)을 제공한다.
캐비티 클리어런스(t)가 1.0㎜이하일 때 암수 금형중의 하나의 제공된 수지 용융도관(7)을 통해서 화학 발포제 함유의 폴리프로필렌수지용융물(8)을 공급하기 시작한다.
폴리프로필렌수지용융물(8)의 공급과정중에 캐비티 클리어런스(t)를 증가시키기 위해서 암수 금형중의 하나를 움직여서 금형 캐비티내의 수지용융물에 가해지는 압력을 5㎏/㎠ 내지 100kg/㎠ 이내의 범위로 조절한다.
수지 공급이 끝나자마자 수지용융물(8)에 5㎏/㎠ 내지 100㎏/㎠의 압력을 가하여 스킨층을 혀성한다.
캐비티 클리어런스(t)를 더 증가시켜서 발포한 코어층을 형성한 후, 성형된 발포 성형체를 냉각한다.
이제, 도면을 참고로하여 본 발명이 설명될 것이다.
제2도는 한쌍의 판 1,2 및 상층판 1에 밀착된 암금형 3 및 하층 평판 2에 밀착된 수금형 4로 구성된 본 발명의 방법에 사용된 금형의 단면부를 나타낸다. 판 1을 수경화 드라이빙 유니트(나타나 있지 않음)로 연결시켜 암금형 3을 수직으로 이동시킨다. 수 및 암금형은 5부분에서 미끄러짐이 가능하게 맞물려 있고 맞물림 부분 5에서는 수 및 암금형 사이의 거리가 너무 작아서 수지용융물이 이 부분을 통해서 압출되지 않는다. 암수금형이 캐비티 6을 한정하고, 캐비티 클리어런스(t)는 암금형을 수직으로 이동시킴으로써 임의로 설정된다.
수금형 4는 수지용융 도관7을 가지고 있는데, 이의 한 말단 7'는 수지를 가소화하고 캐비티 6내로 수지용융물 8을 공급하는 수지공급기(나타나 있지 않음)로 연결된다.
제3도는 성형이 완료된 직후 및 금형이 열리기 직전의 제2도의 금형의 단면부를 나타내는 것이다. 8'는 발포 성형체를 나타낸다.
제1도는 본 발명의 방법을 구현하는 성형단계를 나타내는 것으로서 수직축은 캐비티 클리어런스(t), 수평축은 성형중의 시간을 나타낸다.
본 발명 방법의 구현은 제1도를 참고로하여 설명될 것이다.
우선, 수 및 암금형이 열리는 A지점으로부터 드라이빙 유니트를 작용하여 암금형을 캐비티 클리어런스(t)가 1.0㎜이하인 B지점까지 낮춘다. 그후, 화학발포제 함유의 폴리프로필렌 수지용융물 8을 수지 용융 도관 7을 통해서 캐비티 6으로 공급하기 시작한다(제1단계).
수지용융물의 공급이 시작된 후, 암금형을 올려서 캐비티 클리어런스(t)를 증가 수지용융물위의 압력이 수지용융물의 공급과정중에 5내지 100㎏/㎠가 되도록 유지하며 이때, 수지용융물을 캐비티 표면 전체에 공급한다.(제2단계, 제1도에서 C지점 및 D지점 사이).
제1단계 및 제2단계를 상기와 같이 수행하는 이유는 이 단계서 수지용융물의 발포 형성을 억제하기 위해서이다.
수지용융물의 공급이 끝나는 D지점으로부터 5내지 100㎏/㎠의 압력으 캐비티내의 수지용융물에 가한후, 일정기간 동안 유지시켜 스킨층을 형성한다(제3단계, 제1도의 D지점과 E지점사이)
D지점과 E지점 사이에서 압력 유지 기간을 선택하여 수지용융물의 내부가 고형화되지 않고 발포 상태일 동안 금형의 내부 표면과 접촉하는 수지용융물의 일부를 냉각하고 고형화한다. 이러한 기간은 발포성형체의 두께 및/또는 확장비율에 따라 선택된다.
스킨층을 형성한 후, 암금형을 올려서 캐비티 클리어런스(E지점과 F지점 사이)를 증가시키면 수지용융물의 내부가 분출되어 발포한 코어층이 형성된다. 이후, 성형체를 냉각하여 발포성형체를 수득한다.(제4단계, 제1도의 E지점과 G지점 사이).
냉각 단계에서, 발포 코어층이 어느 정도까지 냉각 및 고형화한후 캐비티 클리어런스를 일정하게 유지시키거나 감소시켜 성형체에 압력을 가한다. 특별히, 코어층을 어느 정도까지 냉각 및 고형화시킨 후에 발포성형체를 가압함으로써, 뒤틀리기 쉬운 외형을 갖는 성형체가 뒤틀리는 것을 효과적으로 방지한다.
마지막으로, 캐비티 클리어런스가 제1도의 H지점에 도달할 때까지 암금형 3을 더 들어올려서 성형체를 성형기로부터 제거한다.
본 발명의 방법에서, 발포를 억제하면서 수지용융물 8을 제1단계 및 제2단계의 금형 캐비티내로 공급하기 때문에, 스킨층이 제3단계에서 형성되며 코어층만이 제4단계에서 발포되고 스킨층은 발포가 없으며 평활하다 더욱이, 발포가 억제된 후 성형되어 스킨층이 형성되는 동안 금형 캐비티내에서 수지용융물이 유동하기 때문에, 광택 또는 은색 표시가 없이 표면에 양호한 광택이 있으며 비틀림 또는 침몰이 없는 폴리프로필렌 발포성형체를 제조하는 것이 가능하다.
상기 기술된 구현에서는, 하층판이 고정되어 있는 동안 상층판이 이동한다. 다른 구현에서는, 상층판이 고정되고 하층판이 이동한다. 또한 상기 기술된 구현에서는 상층금형은 암금형이며 하층금형은 수금형이다. 그러나 상층금형이 수금형일 수 있으며 하층 금형이 암금형일 수 있다.
폴리프로필렌수지에는 프로필렌의 단독 중합체 뿐아니라 에틸렌 등과 같은 하나 이상의 다른 공단량체와의 프로필렌 공중합체가 포함된다. 또한, 폴리프로필렌수지는 포리에틸렌 또는 열가소성 탄성중합체 등의 기타 수지, 또는 탄산칼슘 또는 활석등의 충전제를 함유한다. 그러나 폴리프로필렌 수지의 함량은 조성물내에서 50중량%이상이어야 한다.
본 발명의 방법에 사용되는 화학 발포제로는, 폴리프로필렌 수지의 분출에 통상 쓰이는 화학 발포제증의 어느 하나라도 사용이 가능하다. 화학 발포제의 예로는 무기발포제(예, 중탄산나트륨) 및 유기발포제(예, 아조디카르본아미드)가 있다.
본 발명의 방법에서는, 금형 캐비티내로 스킨 물질을 공급한 후 본 발명의 방법에 따른 수지용융물을 제공하고 수지용융물을 발포시켜서, 접착된 스킨 물질을 갖는 폴리프로필렌 수지 발포성형체를 수득하는 것이 가능하다. 스킨 물질로는, 스킨물질의 사용목적에 따라 어떠한 것이라도 사용가능하다. 예컨데 스킨물질은 구조물, 요철의 올레핀성 탄성중합체 등과 배열시킨 요철의 폴리비닐클로라이드 가죽이다.
[본 발명의 바람직한 구현]
본 발명은 하기 실시예로서 자세히 설명된다.
[실시예 1]
성형 수지로서, 3중량%의 아조디카르본아미드 발포제(Sankyo Chemical Co., Ltd.에서 제조한 Cellmike MB 3062) 함유의 폴리프로필렌 Sumitomo Chemical Co., Ltd에서 제조한 Sumitomo Noblen(상표명) AX 568, MFR 65g/10분이 사용된다.
300㎜의 직경을 갖는 제4도의 디스크를 제조하기 위해서는 금형이 캐비티를 갖고 있으며 하기 공정에 따라 디스크를 성형한다.
[공정 1]
암수금형을 근접시켜서 캐비티 클리어런스가 0.5㎜이 되게한 후 수지용 용융물을 공급하기 시작한다(제1도, C지점).
[공정 2]
캐비티 클리어런스를 4.0㎜로 증가시켜서 수지용융물의 공급중의 수지용융물위의 압력을 30㎏/㎠로 조정한다(제1도, C지점과 D지점 사이).
[공정 3]
수지용융물의 공급후, 5㎏/㎠의 압력을 수지용융물에 가한후 20초간 동일 압력을 유지시켜 스킨층을 형성한다(제1도, D지점과 E지점사이)
[공정 4]
스킨층을 형성한 후, 캐비티 클리어런스를 5.0㎜로 증가시킨후(제1도, E지점과 F지점 사이) 40초간 그러한 거리를 유지시켜 발포한 코어층을 형성한다. 그후 금형을 냉각시켜서(제1도, F지점과 G지점사이) 발포 비율이 1.25, 두께가 5㎜인 디스크를 수득한다.
제조된 디스크의 성질이 표에 나타나 있다. 표에서 나타나듯이 제저된 디스크는 비틀림, 함몰, 광택 또는 은색 표시가 없는 양호한 외관을 갖고 있다.
[비교예 1]
공정 1에서 캐비티 클리어런스가 3.0㎜일 때 수지용융물을 공급하기 시작한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 디스크를 성형한다. 디스크의 표면에서 광택 및 은색 표시가 있다.
[비교예 2]
공정 2에서, 수지용융물에의 압력이 3㎏/㎠라는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 디스크를 성형한다. 디스크는 광택과 은색표시를 가지고 있다.
[비교예 3]
공정 3에서 수지공급후, 수지용융물에 12초간 압력을 가한다(제1도 D지점과 E지점 사이)는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로도, D지점과 E 지점 사이)는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 디스크를 성형한다. 디스크의 표면에는 함몰에 의한 다량의 구멍이 있다.
[실시예 2]
폴리프로필렌수지로서, 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 Sumitomo Noblen AX 568을 사용하고 6중량%의 Daiblow PE-M20(AL) NK(Dainichi Seika제조)을 수지에 첨가한다. 금형은 크기 400㎜ x 400㎜ x 20㎜, 높이 20㎜ 및 벽 두께 2㎜인 제5도의 상자 모양의 성형체를 성형하기 위한 캐비티를 가지고 있다. 성형체는 하기 공정에 따라 성형된다.
[공정 1]
수 및 암금형을 캐비티 클리어런스가 0.5㎜가 되도록 근접시킨후 수지 용융물의 공급을 시작한다(제1도, C지점).
[공정 2]
캐비티 클리어런스를 1.7㎜로 증가시켜서 수지 용융물의 공급시 수지 용융물에 가하는 압력을 50㎏/㎠로 조정한다(제1도, C지점과 D지점 사이).
[공정 3]
수지 용융물의 공급후, 수지용융물에 20㎏/㎠의 압력을 가한후, 2초 동안 동일 압력으로 유지시켜서 스킨층을 형성한다(제1도, D지점과 E지점사이).
[공정 4]
스킨층을 형성한 후에, 캐비티 클리어런스를 2.0㎜로 증가시킨후(제1도, E지점과 F지점 사이) 30초간 그 거리를 유지시켜서 발포한 코어층을 형성한다. 금형을 냉각시켜서(제1도, F지점과 G지점 사이) 1.20의 발포 비율로 2㎜의 벽두께를 갖는 상자 모양의 성형체를 수득한다.
제조된 상자모양 성형체의 성질의 표에 나타나 있다. 표에서 나타나듯이, 제조된 성형체는 뒤틀림, 침몰, 광택 또는 은색 표시가 없는 양호한 외관을 갖는다
[비교예 4]
공정 2에서 수지 용융물의 공급시, 수지용융물에 가해진 압력이 120㎏/㎠라는 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 상자모양의 성형체를 성형한다. 물품에 비틀림이 있다.
[실시예 3]
표면에 스킨물질을 갖는 디스크를 성형한다. 스킨물질로서, 0.6㎜의 두께를 갖는 짠 구조물로 배열된 폴리비닐 클로라이드 가죽을 사용한다. 가죽에 결합된 구조물으 표면을 가죽 수지내로 일부 끼워서 구조물을 가죽에 밀착시킨다. 폴리프로필렌수지로서, 실시예 1에서 사용된 동일한 Sumitomo Noblen AX568을 사용하고, 6중량%의 Daiblow PE-M20(AL)N(Dainichi Seika 제조)을 이 수지에 첨가한다.
하기 공정으로 디스크를 성형한다.
[공정 1]
가죽면이 위를 향하게 해서 스킨물질을 수금형 위에 올려 놓는다.
수 및 암금형을 접근시켜 캐비티 클리어런스가 금형의 내부표면과 스킨 물질 두께(0.6㎜)간의 거리(1.5㎜) 차이인 0.9㎜가 되게한 후, 수지용융물을 공급한다(제1도, C지점).
[공정 2]
캐비티 클리어런스를 4.0㎜로 증가시켜서 수지용융물의 공급시 수지용융물에 가하는 압력을 50㎏/㎠로 조정한다(제1도, C지점과 D지점사이).
[공정 3]
수지용융물의 공급이 끝난후, 5㎏/㎠의 압력을 수지 용융물에 가한 후 20초간 동일 압력을 유지시켜서 스킨층을 형성한다(제1도, D지점과 E지점 사이).
[공정 4]
스킨층을 형성한후, 실제의 캐비티클리어런스를 5.0㎜로 증가시키고(제1도, E지점과 F지점 사이) 45초간 그거리를 유지시켜 발포한 코어층을 형성한다. 금형을 냉가시켜 두께 5.6㎜발포비율 1.25이며 한쪽 표면에 밀착된 스킨물질이 디스크를 수득한다(제1도, F지점과 G지점사이).
제조된 디스크의 특징이 표에 나타나 있다. 표에서 나타나듯이 제조된 디스크는 비틀림, 함몰, 광택 또는 은색 표시가 없는 양호한 외관을 가지고 있다.

Claims (5)

  1. 맞물림부(5)에서 미끄러져 움직일 수 있고 캐비티 클리어런스(t)가 임의로 설정되는 한쌍의 암수금형(3,4)을 제공하고, 캐비티 클리어런스(t)가 1.0㎜이하일 때 암수 금형중의 하나에 제공된 수지 용융도관(7)을 통해서 화학 발포제를 함유한 폴리프로필렌수지용융물(8)을 공급하기 시작하고, 폴리프로필렌수지용융물(8)의 공급과정중에, 암수 금형중 하나 이상을 움직여서 캐비티 클리어런스를 증가시켜 금형 캐비티내 수지 용융물에 가해지는 압력을 5㎏/㎠ 내지 100㎏/㎠로 조정하고, 수지공급이 끝나자마자 수지 용융물에 5㎏/㎠ 내지 100㎏/㎠의 압력을 가하여 스킨층을 형성하고, 캐비티클리어런스(t)를 더 증가시켜서 발포한 코어층을 형성하고, 금형내의 발포성형체를 냉각시키는 공정을 특징으로 하는 폴리프로필렌수지 발포 성형체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 캐비티 클리어런스(t)가 0.5㎜이하일 때, 수지용융물의 공급을 시작하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 프로필렌수지가 폴리프로필렌의 단독 중합체인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 프로필렌 수지가 프로필렌과 적어도 하나 이상의 기타 단량체와의 공중합체인 방법.
  5. 제1항의 방법에 따라 제조된 폴리프로필렌수지의 발포성형체.
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