KR100745943B1 - 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물 - Google Patents

대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융지수(MI)가 1.0~100g/10분(ASTM D1238, 230℃)인 결정성 폴리프로필렌계 수지 20~70중량%, 순도가 95% 이상이고 평균 입자크기가 1.0~10㎛인 황산바륨 25~60중량%, 및 무니점도가 1.5~40(ML1+4, 121℃)인 올레핀계 엘라스토머 5~20중량%를 포함하는 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이며, 본 발명의 수지 조성물은 강성과 방진특성의 적정한 균형을 취하고 있으며, 운반 적재시 요구되는 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 휨/변형이 적고 가공성이 우수하여 양호한 외관을 얻을 수 있으므로 대형 스피커 캐비넷 제조에 매우 적합하다.
폴리프로필렌, 황산바륨, 올레핀계 엘라스토머, 스피커, 캐비넷

Description

대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물{Polypropylene-based resinous composition for large-size speaker cabinet}
본 발명은 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리프로필렌계 수지, 황산바륨 및 올레핀계 엘라스토머를 포함하는 대형 스피커 캐비넷에 적합한 음향특성, 내충격성, 치수안정성 및 가공성이 우수한 폴리프로필렌계 수지 조성물에 관한 것이다.
스피커 캐비넷은 스피커를 지지함과 동시에 스피커 진동판 전후의 공간을 격리시켜 주파수 특성을 향상시키는 작용을 하며, 기본적으로 진동을 억제하는 기능이 요구된다. 이를 위해서는 스피커 캐비넷 소재 그 자체가 적절한 밀도, 탄성률 및 내부손실을 가져야 하고, 이외에도 우수한 가공성, 방음성, 치수 안정성, 경제성 등의 특성이 요구된다. 또한 대형 스피커 캐비넷은 운반 및 적재시의 안전을 위해서 내충격성이 요구된다.
스피커 캐비넷의 음향특성을 고려하여 밀도를 증가시키기 위해서 원료인 수지 조성물에 충전제를 첨가할 수 있으며, 이러한 경우 탄성률 또한 향상시킬 수 있 고 경제성 면에서도 유리해 질 수 있지만, 반면에 내충격성의 저하를 가져올 수 있고, 특히 충전량이 많은 경우에는 성형품의 표면 상태에 문제를 발생시킬 수 있다.
종래의 스피커 캐비넷 제조에 사용된 수지의 예로는 일본국 특허공개 평1-34439호에 개시된 바와 같이 범용수지인 ABS나 폴리프로필렌이 사용되어져 왔다. 그 중에서도 폴리프로필렌은 ABS에 비하여 탄성률은 약간 열세하지만 음향진동 특성을 규정하는 내부손실이 적당하며, 성형성이나 내열성 등의 특성을 향상시킬 목적으로 충전제 등과 조합하여 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 아직까지 대형 스피커 캐비넷에 요구되는 강성과 음향특성 및 가공성 등이 동시에 만족스러운 폴리프로필렌계 수지 조성물이 없는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 특정 폴리프로필렌 수지에 황산바륨과 올레핀계 엘라스토머를 적절한 비율로 혼련함으로써 강성, 음향특성 및 가공성이 향상된 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공함을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 용융지수(MI)가 1.0~100g/10분(ASTM D1238, 230℃)인 결정성 폴리프로필렌계 수지 20~70중량%, 순도가 95% 이상이고 평균 입자크기가 1.0~10㎛인 황산바륨 25~60중량%, 및 무니점도가 1.5~40(ML1+4, 121℃)인 올레핀계 엘라스토머 5~20중량%를 포함하는 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서 폴리프로필렌계 수지로는 용융지수(MI)가 1.0~100g/10분(ASTM D1238, 230℃)이고 결정성을 갖는 폴리프로필렌계 수지를 사용하며, 바람직하게는 아이소택틱 폴리프로필렌 단독중합체를 사용하거나, 또는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 1-헵텐, 1-옥텐 및 1-데켄으로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단량체와 프로필렌 단량체 간의 공중합체를 사용하며, 보다 바람직하게는 아이소택틱 폴리프로필렌 단독중합체 또는 에틸렌/프로필렌 공중합체를 사용한다. 상기 폴리프로필렌계 수지의 용융지수가 1.0g/10분 미만인 경우에는 부품의 성형성이 양호하지 못하여 생산성이 저하되는 반면, 용융지수가 100g/10분을 초과하는 경우에는 충격강도가 급격히 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 폴리프로필렌계 수지의 함량은 전체 조성물 중에 20~70중량%인 것이 바람직하다. 만일 폴리프로필렌계 수지의 함량이 20중량% 미만이면 강성 및 음향진동 특성이 저하되고, 70중량%를 초과하면 탄성률이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 무기 충전제로 사용된 황산바륨은 자체 밀도가 다른 수지 충전제들에 비해 높으며 음향특성이 우수하고 제품 광택성 및 내충격성을 유지하는데 유리한 장점이 있다. 본 발명에 사용된 황산바륨은 순도가 95% 이상이고 평균 입자크기가 1.0~10㎛이다. 황산바륨의 순도가 95% 미만인 경우, 포함된 불순물들로 인해 외관 광택도 뿐만 아니라 최종 캐비넷 제품의 기계적 물성상의 문제를 야기시 킬 수 있다. 또한 황산바륨의 입자크기가 1.0㎛ 미만인 경우에는 운반과정이나 작업 공정중에 공기중으로 날릴 염려가 있을 뿐만 아니라 혼련 작업시 자체적으로 뭉치는 현상이 심해 분산에 어려움이 있으며, 10㎛를 초과하는 경우에는 다량 처방시 성형성이 급격히 악화되어 제품 외관에 문제를 발생시키므로 바람직하지 않다.
상기 황산바륨의 함량은 전체 조성물 중에 25~60중량%인 것이 바람직하다. 황산바륨의 함량이 25중량% 미만이면 적절한 밀도 및 탄성률 향상효과를 얻을 수 없는 반면, 60중량%를 초과하면 성형품의 외관이 나빠지고 압출혼련 가공시 작업성이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 올레핀계 엘라스토머로는 무니점도(Mooney Viscosity)가 1.5~40(ML1+4, 121℃)인, C3~C20 α-올레핀, 컨쥬게이티드 디엔 및 넌-컨쥬게이티드 디엔으로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단량체와 에틸렌 단량체 간의 공중합체를 사용하며, 바람직하게는 에틸렌 프로필렌 고무 또는 에틸렌 옥텐 고무를 사용한다. 올레핀계 엘라스토머의 무니점도가 1.5 미만이면 적절한 내충격 특성을 발현하기에 미흡하고, 40을 초과하면 내충격성은 우수하나 용융흐름성이 너무 낮아 성형성 열세에 따른 외관불량 문제가 발생할 가능성이 크므로 바람직하지 않다.
상기 올레핀계 엘라스토머의 함량은 전체 조성물 중에 5~20중량%인 것이 바람직하다. 올레핀계 엘라스토머의 함량이 5중량% 미만이면 엘라스토머 특성인 내충격성을 발현키 어려우며, 20중량%를 초과하면 내충격성은 우수하나 반면에 제품 조립시 체결부의 파손을 야기할 수 있는 강성 저하의 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.
상기 성분들 이외에도 본 발명의 수지 조성물에는 보강제, 산화방지제, 내열안정제, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 핵제, 난연제, 안료, 염료 등과 같은 각종 첨가제가 본 발명의 특징에 어긋나지 않는 범위내에서 첨가될 수 있다.
본 발명의 수지 조성물을 제조하는 방법에 있어서는 단축 또는 이축 압출기를 사용한 재료 혼련이 바람직하며, 보편적으로 알려진 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제조하는 가공조건을 이용하고 폴리프로필렌계 수지의 융점 이상에서 배합하는 것이 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1~2 및 비교예 1~2
표 1에 나타낸 중량비로 각 성분을 정량하여 헨셀믹서로 드라이 블렌드 한 후, TEX44ALPHA 이축 혼련압출기(JSW社, 일본)의 메인 호퍼에 한번에 모두 투입하고 용융 혼련하여, 수지 조성물을 제조하였다.
상기 수지 조성물을 삼성클뢰크너 FCM-110(형체력 110톤)으로 사출하여 해당 ASTM 규격에서 정하는 시편을 제작한 후, 밀도(ASTM D1505), 굴곡탄성률(ASTM D790) 및 아이조드 충격강도(ASTM D256)를 각각 측정하였다. 음향특성을 나타내는 내부손실 Tanδ는 레오메트릭스(Rheometrics)사의 레오메트릭스 다이나믹 스펙트로미터(Rheometrics Dynamic Spectrometer)로 다이나믹 미캐니컬 어낼리시스 모드(Dynamic Mechanical Analysis Mode)에서 저장 모듈러스(Storage Modulus) G' 및 손실 모듈러스(Loss Modulus) G"을 측정하여 Tanδ= G"/G'를 결정하였으며, Tanδ 값이 클수록 방진효과가 크다. 치수안정성(저휨성)은 삼성클뢰크너 FCM-140(형체력 140톤)으로 110×110×2mm 쉬트 시편을 사출하여 관찰하였고, 외관은 300×90×3.2mm 쉬트 시편을 사출하여 평가하였다.
(단위: 중량부)
실시예 비교예
1 2 1 2
폴리프로필렌계 수지 550 500 600 600
무기충전제 황산바륨 400 400
탄산칼슘(1) 400
탄산칼슘(2) 400
올레핀계 엘라스토머 50 100
물성 밀도(g/㎝) 1.298 1.295 1.221 1.219
굴곡탄성률(kgf/㎠) 22,300 20,700 24,500 23,800
아이조드 충격강도(kgf·㎝/㎝) 14.2 37.9 4.3 3.8
내부손실(Tanδ) 0.054 0.058 0.044 0.042
치수안정성(저휨성) 양호 양호 양호 양호
외관 양호 양호 불량 불량
[비고]
1) 폴리프로필렌계 수지: 용융지수(MI)가 22g/10분(ASTM D1238, 230℃)인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체
2) 무기충전제:
황산바륨: 밀도 4.3, 평균입도 1.7㎛, 순도 98%
탄산칼슘(1): 밀도 2.7, 평균입도 2.8㎛
탄산칼슘(2): 밀도 2.7, 평균입도 5.0㎛
3) 올레핀계 엘라스토머: 무니점도가 35(ML1+4, 121℃)이며, 코모노머(옥텐) 함량이 25%인 에틸렌 옥텐 고무
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예의 수지 조성물은 비교예의 수지 조성물에 비하여 밀도 및 굴곡탄성률에 의한 강성(음의 찌그러짐 방지효과)과 내부손실(방진효과)이 최적의 균형을 충족시키고 있으며, 적용 제품이 옥외사용이 많은 만큼 운반 적재시 안전을 위해 중요한 내충격성면에서도 비교예에 비해 우수하였다. 또한 외관 측면에서도 실시예가 비교예에 비하여 우수하였다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 폴리프로필렌계 수지 조성물은 강성과 방진특성의 적정한 균형을 취하고 있으며, 운반 적재시 요구되는 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 휨/변형이 적고 가공성이 우수하여 양호한 외관을 얻을 수 있으므로 대형 스피커 캐비넷 제조에 매우 적합하다.

Claims (3)

  1. 용융지수(MI)가 1.0~100g/10분(ASTM D1238, 230℃)인 결정성 폴리프로필렌계 수지 20~70중량%, 순도가 95% 이상이고 평균 입자크기가 1.0~10㎛인 황산바륨 25~60중량%, 및 무니점도가 1.5~40(ML1+4, 121℃)인 올레핀계 엘라스토머 5~20중량%를 포함하는 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지가 아이소택틱 폴리프로필렌 단독중합체이거나, 또는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 1-헵텐, 1-옥텐 및 1-데켄으로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단량체와 프로필렌 단량체 간의 공중합체인 것을 특징으로 하는 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 올레핀계 엘라스토머가 C3~C20 α-올레핀, 컨쥬게이티드 디엔 및 넌-컨쥬게이티드 디엔으로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단량체와 에틸렌 단량체 간의 공중합체인 것을 특징으로 하는 대형 스피커 캐비넷용 폴리프로필렌계 수지 조성물.
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