KR900000236B1 - 적층 시이트및 그의 제조방법 - Google Patents

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제이콥 아이크혼
페더릭 제이. 2세 로웨스
릿체이 오. 2세 뉴먼
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더 다우 케미칼 컴페니
리챠드 지이.워터만
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Abstract

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Description

적층 시이트 및 그의 제조방법
본 발명은 적어도 하나의 섬유보강 합성수지물질층 및 하나 이상의 비보강 합성수지물질층을 함유하는 적층시이트에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 양태는 보강용 섬유가 거의 없는 합성수지 물질로 이루어진 중간 또는 중심(core)층을 적어도 하나 함유이며, 적어도 하나의 중간층 외면에 결합된 적어도 하나의 합성수지 물질 외피층을 함유하는 적층시이트에 관한 것이다. 상기에서 언급한 외피층은 비섬유성 중합체 입자로 제조하며, 중합체 매트릭스 전체에 보강용 섬유를 분포시킨 것이다.
합성수지물질에 보강용 섬유를 혼입시키면 그의 역학적 특성이 상당히 강화된다는 것은 공지된 사실이다. 따라서, 섬유보강 제품은 보통 고강도(高强度) 및 고강성(高强性)을 요하는 분야에 사용된다. 그러나, 섬유를 플라스틱 물질에 혼입시키면 이러한 복합물질, 즉 제품의 밀도 뿐만 아니라 가격이 증가하므로, 합성품의 역학적 특성을 우수한 상태로 유지시키면서 섬유의 함량을 감소시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이 종종 바람직하다.
미합중국 특허 제4,431,69호는 이 분야에 관한 기술을 대표하며, 여기에는 섬유보강 합성수지 외피층을 합성수지 물질의 중심층에 열용접시킨 ＂샌드위치＂구조물이 기술되어 있다. 이 특허에 있어서, 외피층의 중합체는 중심층에 사용된 중합체와 상용성이어야만 한다. 왜냐하면, 각 층은 반드시 열용접에 의하여 상호결합되어야 하기 때문이다. 따라서, 층의 상용성 물질로 이루어져야 한다는 요건은 적층판의 제조용으로 적합한 중합의 유형을 크게 감소시킨다. 실제로, 적층판의 중심층과 외곽층에 서로 상이한 중합체를 사용하여 특성들을 특히 유리하게 결합시키는 것이 종종 바람직하다. 또한, 미합중국 특허 제 4,431,696호에 따른 적층판의 유리섬유보강 외곽층은 섬유성 올레핀계 중합체로 제조하는데, 이는 이러한 적층판에 사용가능한 중합체의 유형을 크게 감소시킬뿐만 아니라, 더욱 중요하게는, 이러한 적층판의 가격을 상당히 증가시켜 경제성을 저하시킨다. 또한, 이러한 섬유성 중합체를 사용하면, 외곽층의 제조 및 가공이 더욱 어려워지며, 또한, 우수한 물리적 특성(예 : 밀도)을 수득하기가 곤란하다.
따라서, 비교적 적은 양의 보강용 섬유를 함유하지만, 광범위한 합성수지물질을 층에 유용하게 사용할 수 있으며, 강도가 큰 섬유보강 적층판을 제공하는 것이 대단히 바람직하다.
본 발명은 특히, 거의 섬유보강되지 않은 합성수지 물질층을 적어도 하나 함유하며, 적어도 하나의 언급한 층의 주 표면에 결합된 섬유보강 합성수지물질의 외곽층을 함유하는 적층판에 관한 것이다. 여기에서, 언급한 섬유들은 상기의 외곽층에 의해 한정된 면에서 사실상 2차원적으로 임의 배향되며, 상기의 외곽층은 비섬유성 중합체 입자로 제조한 연속 중합체 매트릭스로서, 언급한 매트릭스 전체에 보강용 섬유를 분포시킨 것이다.
또한, 본 발명은 거의 섬유보강되지 않은 적어도 하나의 합성수지물질층을 함유하고, 적어도 하나의 언급한 섬유보강되지 않은 층의 주 표면에 결합된 적어도 하나의 섬유보강 합성수지물질 외곽층을 함유하며, 언급한 섬유보강층은 전면에 보강용 섬유가 분포된 연속 중합체 매트릭스로서, 언급한 보강용 섬유가 상기의 외곽층에 의해 한정된 면에서2차원적으로 임의 배양된 적층판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 섬유보강층의 한 표면을 합성수지물질의 연화온도 이상으로 가열함으로써 층에 분포된 섬유를 층으로부터 돌출 시키고; 적어도 하나의 섬유보강되지 않은 층의 표면에 결합시켜, 섬유보강층으로부터 돌출된 가열한 다음; 섬유보강되지 않은 층을 가열된 섬유보강층의 표면을 중합체의 연화온도까지 섬유를 섬유보강되지 않은 층의 중합체에 혼입시킴을 특징으로 한다.
본 발명의 적층판은 구조용 또는 내하성(耐荷性)제품(예:시이트)으로서 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 적층시이트의 두께는 전형적으로 0.3 내지 50mm이다. 시이트가 한쌍의 외곽층을 함유하는 경우, 각층의 두께는 0.1 내지 10mm가 바람직하고, 0.3 내지 1.0mm가 더욱 바람직하다. 하나 또는 그이상의 중간층은 결합 두께가 0.1 내지 30mm, 바람직하기로는 1.0 내지 10mm이다. 하기에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 이 적층시이트의 중간층은 기포성(또는 발포성)중합체 물질을 함유할 수 있다. 이러한 경우, 두께가 약 15cm인 훨씬 더 두꺼운 시이트를 사용할 수 있다.
비-보강된 중간층 및 보강된 외곽층의 상대적 두께는 적층시이트가 바람직하게 조합된 역학적 특성(즉, 높은 인장강도 및 모듈러스, 높은 굴곡강도 및 모듈러스, 우수한 충격강도 등)을 갖도록 선택한다. 본 발명에 따른 시이트가 적층구조를 가지므로, 최종 적층판은 적당한 전체 섬유보강수준에서 높은 굴곡강도와 강성을 조합시킬 수 있다. 또한, 적층구조는 제조공정에 있어서 융통성을 제공하므로, 의도한 용도에 맞게 적층시이트 재료의 특성을 ＂재단＂ 할 수 있다. 특히 시이트는 탁월한 인장 및 굴곡 특성을 모두 갖는 것이 보통 바람직하다.
일반적으로, 시이트에 사용되는 강화용 섬유의 양을 최소화하기 위하여 외곽층은 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 역으로, 시이트가 바람직한 물리적 특성을 지닐 수 있도록 하기 위하여 외곽층은 충분히 두꺼워야 한다. 중간층이 고체(즉, 기포성 또는 발포성이 아닌) 수지물질로 이루어지는 경우, 일반적으로 각 외곽층의 두께가 시이트 전체 두께의 3내지 40%, 바람직하기로는 5내지 35%일때에 상기에서 언급한 기준에 합당하다. 중간층이 발포성 수지물질로 이루어지는 경우, 적층시이트 전체두께에 대한 비율로서의 각 외곽층의 두께는 일반적으로 보다 작으며, 전형적으로 시이트 두께의 1 내지 25, 바람직하기로는 1 내지 10%이다.
중간 또는 중심층은 보강용 섬유를 거의 함유하지 않거나 전혀 함유하지 않으며, 이 층의 각 주 표면에는 섬유보강된 외피층이 결합된다. 여기에서 사용된 용어 ＂층＂은 시이트를 제조하는 방법과는 무관하게 시이트의 특정한 부분 또는 영역을 나타내며, 또는, 이는 시이트의 정확한 층 구조를 나타내는 것이 아니다. 예를들어, 본 발명의 시이트가 유사한 중합체로 이루어진 외곽층과 중간층으로 이루어진 경우, 각 층은 함께 융합되어 외곽부분에 보강용 섬유를 함유하는 하나의 연속 중합체 매트릭스를 형성한다. 이러한 경우, 시이트는 명확한 층을 갖지 않고, 오히려 보강용 섬유를 거의 함유하지 않거나 전혀 함유하지 않는 불명확한 중앙의 중심 영역 및 보강용 섬유를 함유하는 외곽영역을 갖는다. 이와 달리, 본 발명의 시이트는 명확한 중합체 층을 3개 이상 열융합시키거나, 적절한 접착제로 함께 접착시킨 적층판으로 이루어질 수 있다. 후자의 경우, 보다 명확한 층이 시이트에 존재한다.
유사하게, 여기에서 사용된 용어 ＂결합시킨다.＂는 단지 외곽층을 중간층에 부착시키는 것을 나타내기 위해서 사용된 용어로서, 부착방법에는 전혀 무관하다. 외곽층은 열결합에 의하여 중간층에 결합시킬 수 있거나, 이와달리, 적절한 접착제를 사용하여 각 층을 상호접착시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서 용어 ＂결합시킨다＂는 각 층을 상호결합시키거나 융합시킬수 있는 모든 방법을 나타내기 위하여 사용된다.
중간의 중합체 층은 보강용 섬유를 거의 함유하지 않거나, 전혀 함유하지 않는다. ＂보강용 섬유를 거의 함유하지 않거나, 전혀 함유하지 않는다＂라는 말은 중간층에 함유된 보강용 섬유의 함량이 외곽층에 함유된 섬유 함량의 25중량% 미만임을 의미한다. 중간층에 함유된 보강용 섬유의 함량은 외곽층 섬유 함량의 15중량% 미만이 바람직하다. 중간층이 보강용 섬유를 전혀 함유하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
실온에서 보통 고체상태인 중합체 수지라면 어떠한 것이라도 중간층의 제조에 사용할 수 있다. 적절한 중합체 수지로는 각종 폴리올레핀(예 : 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염소화 폴리에틸렌등), 폴리카보네이트, 에틸렌과 아크릴산과의 공중합체, 각종 폴리아미드(특히, 나일론 6 및 나일론 6.6과 같은 나일론), 폴리(페닐렌옥사이드)수지, 폴리(페닐렌설 파이드)수지, 폴리옥시메틸렌, 폴리에스테르, 고무 개질된 수지[예 : 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)수지], 폴리옥시알킬렌, 비닐리덴 클로라이드를 주분획으로 하고 적어도 하나의 공중합가능한 기타의 단량체를 부분획으로하는 공중합체, 비닐 방향족(특히, 스티렌, 비닐톨루엔, 3급-부틸스티렌, 비닐 나프탈렌등)의 중합체, 및 에틸셀룰로오즈 및 기타의 열가소성 셀룰로오즈 유도체가 포함된다.
또한, 발포성 중합체(예 : 발포성 폴리스티렌, 폴리우레탄 발포체, 폴리이소시아네이트 및 가교 결합된 폴리에틸렌 발포체)도 중간층으로서 유용하다.
중간층은 적절한 중합체의 단일층으로 이루어질 수 있거나, 그 자체가 구조를 이룰 수 있다(즉, 미합중국 특허 제3,557,265호에 교시되어 있는 동시 압출 시이트와 같이 개별적인 중합체층을 다수 함유할 수 있다). 중간층이 다수의 개별층을 함유할 경우, 이들 개별층은 모두 동일한 중합체 일 수 있거나, 각 개별층이 상이한 중합체일 수 있다.
본 발명의 시이트를 구성하는 각종 층은 시이트를 양분하는 면 둘레에 대칭적으로 배열되며, 그의 주표면에 평행하게 배열되는 것이 일반적으로 바람직하다. 이들 층이 대칭적으로 배열된 경우, 시이트는 연화상태에서 보다 쉽게 가공, 성형 및 조작된다. 이들 층이 비대칭적으로 배열된 경우, 시이트는 휘기쉽거나, 제형 또는 성형공정에서 가열할 때 뒤틀리는 경우가 종종 있다. 이러한 바람직하지 못한 경향은 일반적으로, 시이트가 상기의 중심 면 둘레에 거의 대칭적으로 배열되도록 각 층( 및 하나 이상의 층을 함유할 수 있는 개별 층)을 선택할 경우에 최소화된다.
층들이 상기의 중심면 둘레에 비대칭적으로 배열된 경우에는 세갈(segal)의 미합중국 특허 제4,291,084호에 기술된 바와 같이 열팽창계수가 동일한 계별층을 사용하는 것이 유리하다. 어떠한 층이던지 그의 열팽창계수는 어느 하나의 층에 충진제(예 : 운모)를 혼입시킴으로써 다른 하나의 층의 열팽창계수와 대등하게 할 수 있다.
중간층의 각 주표면에 섬유보강 중합체층을 결합시킨다. 각각의 외곽층은 보강층 섬유를 함유하는데, 이들 보강용 섬유의 길이는 1.5 내지 50mm가 유리하며, 3 내지 25mm가 바람직하다. 섬유의 직경은 0.5 내지 25㎛이며, 6 내지 19μm가 바람직하다 (즉, 직경을 ＂DE＂내지 ＂P＂로 나타낸다).
또한, 이들 섬유는 종횡비(직경에 대한 길이의 비)가 40이상, 바람직하기로는 100이상인 것이 유리하다. 외곽층의 전면에 거의 동일한 비율의 섬유가 함유되도록 중합체 매트릭스 전체에 섬유를 균일하게 분산시키는 것이 유리하다.
섬유는 시이트의 층에 의하여 한정된 면에 2차원적으로 임의 배항시킨다. ＂시이트 층에 의하여 한정된 면에 2차원적으로 임의 배향된＂ 이라는 말은 섬유의 대부분이 시이트의 주평면에 거의 평행인 면에 존재하며 언급한 면의 내부에 존재하는 것을 의미한다. 따라서, 섬유는 언급한 면 내부에서 모든 방향으로 임의 배향시킨다.
여기에서 유용하게 사용되는 섬유로는 유리, 탄소, 세라믹, 붕소 등과 같은 섬유 : 금속섬유 : 소위 아라미드 섬유를 포함하는 방향족 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리벤즈이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리벤조티아졸 등과 같은 고융점 유기 중합체 섬유 : 셀룰로오즈 섬유 : 및 중합체 물질용 보강제로서 유용하다고 공지된 기타 섬유가 포함된다. 상기의 섬유들 중에서 유리섬유가 가격이 비교적 싸고, 쉽게 구입하여 사용할 수 있으며, 이들을 함유하고 있는 중합체에 탁월한 물리적 특성을 부여하므로 특히 중요하다. 상기 섬유들의 혼합물도 역시 적합하다.
외곽층은 본 발명의 시이트에 강도와 강성을 부여하기 위하여 충분한 양의 섬유를 함유한다. 전형적으로, 시이트의 외곽 영역 또는 층은 10 내지 60중량%, 바람직하기로는 15내지 50중량%의 보강용 섬유를 함유한다. 또한, 적층 시이트 전체에 함유된 섬유의 총 함량은 적층 시이트의 총 중량을 기준으로 하여 전형적으로는 1 내지 30 중량%, 바람직하기로는 5 내지 20중량%, 더욱 바람직하기로는 2 내지 15중량%이다.
본 발명에서 사용하는 섬유는 경우에 따라서 ＂사이즈화(sized)＂, 즉 적층판의 중합체와 보다 잘 화합할 수 있도록 처리 또는 피복시킬 수 있다. 사이즈제는 일반적으로 전분/오일 유제이거나 유기 필름 형성물질, 계면활성제, 윤활제 및 이 분야에 매우 잘 알려진 각종 실리콘 결합제의 혼합물이다.
일반적으로, 상기에서 중간층에 유용한 것으로 기술한 중합체 물질은 보강된 외곽층에도 역시 유용하다. 또한, 열가소성 물질 뿐만 아니라 열경화성 중합체(예 : 에폭시 수지, 폴리우레탄, 페놀-포름알데하이드 수지등)도 적층판에 유용하다.
외곽층에 사용하는 중합체는 중간층에 사용하는 중합체와 동일하거나 상이할 수 있다. 외곽층과 중간층을 연결합시키고자 할 경우에는 각 층에 상용성 중합체를 사용할 수 있지만, 이러한 상용성 중합체를 반드시 사용할 필요는 없다. 본 발명의 놀라운 점은 각 층에 비-상용성 중합체를 사용할 경우에도 각 층들간의 매우 우수한 결합이 쉽게 성취된다는 점이다.
외곽층의 연속 중합체 매트릭스는 비섬유성 중합체 미립자로부터 제조한다. 임의로는, 소량의 섬유성 중합체를 비섬유성 중합체와 혼합할 수 있다. ＂비섬유성＂이란 말은 종횡(길이/직경) 비가 작은 중합체 입자를 의미한다. 비섬유성 중합체 입자의 종횡비는 바람직하기로는 약 5미만, 더욱 바람직하기로는 약 3미만이다. 비섬유성 중합체는 대부분, 즉 적어도 약 90중량%의 외곽층 연속 중합체 매트릭스를 구성한다. 또한, 적은 비율, 즉 약 10중량%이하, 바람직하기로는 5중량% 미만의 연속 중합체 매트릭스는 섬유성 중합체(예 : 폴리울레핀 섬유)로 제조할 수 있다. 또한, 융해되어 중합체 매트릭스의 일부를 형성하지 않는 중합체 보강용 섬유도 여기에 사용할 수 있다. 중합체 입자의 크기는 직경이 1 내지 1000㎛인 것이 유리하다. 중합체 입자의 크기는 50 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
바람직한 양태로, 중합체 매트릭스는 중합체 결합제(예 : 하전된 중합체 라텍스 또는 이온성 전분)를 함유한다. 이러한 결합제를 사용하여 섬유보강 중합체를 제조하는 방법은 미합중국 특허 제 4,426,470호 및 유럽 특허공보 제31,832호에 기술되어 있다.
또한, 외곽층은 약 10중량% 미만의 소량의 충진제(예 : 이산화규소, 탄산칼슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 규산칼슘 및 운모)를 임의로 함유할 수 있다. 또한, 모든 층은 불투명성 및/또는 색상을 부여하기 위하여 소량의 안료 또는 염료를 함유할 수 있다. 또한, 제작 도중에 적층판의 중합체 물질의 유동을 변화 또는 조절하는 유동조절제, 산화방지제, UV안정화제, 농조화제, 발포제, 발포방지제, 살균제 및 가교결합제(예 : 디큐밀 퍼옥사이드 및 아조비스포름아미드)와 같은 기타의 각종 첨가제를 모든 층에 사용할 수 있다.
본 발명은 적층시이트를 압축성형, 온-라인(on-line)적층화 또는 유사한 형성공정으로 제조할 경우, 성형 공정에서 층 구조를 보존하기 위하여 각 층에 중합체 수지를 사용하여, 각 층의 용융점도를 거의 동일하게 하는 것이 종종 유리하다. 보강용 섬유는 외곽층의 용융점도를 증가시키므로, 성형가능한 적층판을 제조할 경우, 섬유로 보강되지 않을 경우에 중간층의 중합체보다 용융점도가 낮은 중합체를 외곽층에 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이와 같이 용융점도가 낮은 중합체는 중간층의 중합체와 다른 중합체일 수 있거나, 유사하지만 분자량이 보다 적은 중합체일 수 있다. 유사하게, 외곽층에 사용할 수 있는 충진제를 중간층에 사용하여 중간층의 용융점도를 증가시킬 수도 있다. 이들 충진제는 중간층 총 중량의 60%까지의 양으로 존재할 수 있다. 20 내지 40중량%의 충진제를 중간층에 가하는 것이 바람직하다.
외곽층을 조밀화, 즉 외곽층 전체 부피의 약 20%미만, 바람직하기로는 약 15%미만, 가장 바람직하기로는 10%미만의 공극부피를 갖도록 할 수 있다.
외곽층은 통상적으로 중간층과 독립적으로 제조한 다음, 적절한 방법으로 중간층에 결합시킨다. 외곽층을 제조하는 여러 가지 방법이 여기에 적합하다. 외곽층의 제조에 가장 바람직한 방법은 웨슬링(wessling) 등의 미합중국 특허 제 4,426,470호, 또는 유럽 특허 공보 제 31,832호에 기술되어 있는 방법이다. 이들 방법에서는, 미분된 비섬유성 중합체, 짧게 자른 보강용 섬유 및 결합제(라텍스가 대표적이다)의 묽은 수성 슬러리를 형성한다. 임의로는, 소량의 섬유성 중합체를 슬러리에 함유시킬수 있다. 응고제를 슬러리에 가함으로써, 분산된 중합체, 보강용 섬유 및 결합제를 응고시킨다. 응고된 슬러리를 탈수시킨 다음, 건조시키면, 보강용 섬유가 거의 파손되지 않고 임의 배향된 매트(mat)가 형성된다. 수득한 매트는 통상적으로 중합체의 연화점으로 가열하여 조밀화하는 동시에 압축하여 두께를 감소시킨다. 생성된 외곽층은 연속 중합체 매트릭스를 함유 하는데, 이 연속 중합체 매트릭스는 중합체 외에도 보강용 섬유 및, 결합제 및 응고제의 고체를 함유한다.
이와 같이 물을 사용하여 외곽층을 제조하는 방법은 다른 방법에 비하여 몇가지 유리한 점이 있다. 첫째, 제조공정 및 후속의 매트 조밀화 공정 동안에 보강용 섬유가 거의 파손되지 않고 남는다. 섬유가 파손되면 섬유보강층의 성능이 상당히 저하되므로 이는 대단히 중요하다. 또한, 매트중의 섬유는 매트에 의하여 한정된 동일한 면(즉, 매트의 주표면과 거의 평행인 면)에 주로 놓이는데, 이는 섬유가 섬유보강층의 물리적 특성을 전반적으로 개선시키는 데에 가장 크게 기여하는 방향이다. 또한, 이와 같이 물을 사용하는 방법은 매트에 의하여 한정된 면의 내부에서 섬유가 임의로 배향된 매트를 제조할 수 있게 한다. 따라서, 이와 같이 하여 제조된 층은 수평방향에서 거의 동일한 인장특성과 굴곡특성을 지닌다.
또한, 적절하지만 보다 덜 바람직한 기타의 방법은 적층시이트의 섬유보강 영역 또는 섬유보강층을 제조하는 데에 사용할 수 있다. 일반적으로, 섬유를 여기에서 기술하는 바와같이 중합체 매트릭스내에 거의 파손되지 않은 상태로 분포시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 사용할 수 있다. 이러한 방법의 하나에는 짧은 보강용 섬유 매트의 형성이 포함되는데, 이 매트는 2개의 중합체 층 사이에 샌드위치된다. 중합체 층을 연화시킨 다음, 샌드위치를 압축하여 섬유를 연화된 중합체에 압착시키거나 주입시킨다. 그러나, 이러한 방법은 섬유를 파손시키는 경향이 있고, 이러한 방법으로 생성된 외곽층은 보다 더 바람직한 방법으로 제조한 외곽층만큼 중간층에 잘 접착되지 않는다.
섬유보강된 외곽층을 중간층에 계속 결합시킨다. 일반적으로, 각 층을 상호간에 견고하게 접착시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 여기에 적합하다. 특정한 방법의 선택은 각 층에 사용된 특정한 중합체에 따라 다소 변화될 수 있다. 각 층의 중합체가 동일하거나 유사한 경우, 각 층을 거의 연화온도 이상으로 가열하고, 연화된 층들을 가압하에서 함께 접착시킴으로써 각 층의 중합체를 융해시킨 다음, 함께 고화시켜 적절히 결합시킬 수 있는 경우가 종종 있다. 인접한 층의 중합체가 상호간에 정상적으로 접착되는 경우, 가열 및 /또는 가압 조건하에서 층들을 함께 접합시키는 것만으로도 층들을 함께 결합시키기에 충분할 수 있다. 또한, 별개의 접착제 층을 인접한 층들의 사이에 삽입하여 필요한 결합력을 제공한다. 적절한 접착제는 각 층에 사용된 특정한 중합체에 따라 다소 차이가 있지만, 예를 들어, 에틸렌/아크릴산 공중합체, 아틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 블록 공중합체, 페녹시 수지 및 기타의 통상적인 접착제가 포함된다.
바람직한 공정에 있어서, 중간층에 결합시킬 각 외곽층의 표면을 중간층에 결합시키기 전에 그의 연화점 이상으로 가열시킨다. 이 방법에 따라 보강용 섬유가 외곽층의 표면으로부터 약간 돌출된다. 단지 외곽층의 표면만 그의 연화점 이상으로 가열되도록 가열을 조절하여 표면 근처의 섬유만이 표면으로부터 돌출되도록 하는 것이 바람직하다. 과도하게 가열하면, 시이트 전체가 팽창되어 다공성 저밀도 복합물이 형성된다. 이러한 다공성 저밀도 복합물은 계속해서 재조밀화시킬 경우에는 본 발명에 사용할 수 있지만, 조밀화된 시이트의 표면에 국한하여 가열시킴으로써 그의 팽창을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 적층시이트의 중간층에 보강용 섬유가 전혀 없거나 거의 없는 경우에도 시이트는 놀라울 정도로 우수한 굴곡특성을 갖는다. 보강용 섬유를 시이트의 외곽층에 집중분포시키면, 동일한 양의 섬유를 시이트 전체에 분포시키는 경우에 비하여 시이트가 훨씬 효과적으로 보강된다. 따라서, 본 발명의 적층시이트에 보강용 섬유를 소량 사용함으로써 시이트 전체에 다량의 섬유가 분포된 통상의 보강 플라스틱 시이트의 굴곡특성과 동일한 굴곡특성을 수득할 수 있다. 따라서, 적층판의 외곽층에 동일한 양의 섬유를 함유시키면, 훨씬 더 큰 굴곡 특성이 수득된다. 특히, 본 발명에 따른 적층시이트의 굴곡 열변형 온도는 예상보다 훨씬 더 높다.
적층시이트에 이온화 방사선을 조사하여 외곽층의 중합체를 가교 결합시킴으로써 특정한 특성(특히 열변형 온도)를 더욱 개선할 수 있다. 경우에 따라서는, 외곽층을 중간층에 접착시키기전에 방사선 조사할 수 있다. 전형적으로, 전자 비임 또는 코발트 -60 방사선원을 사용하여 0.5 내지 15, 바람직하기로는 1 내지 10, 더욱 바람직하기로는 2 내지 6메가래드(megarad)의 방사선으로 처리하면, 굴곡 열변형 온도가 크게 증가한다. 열변형 온도가 20℃이상 까지로 증가하는 경우도 종종 있다. 이는, 보강되지 않은 중합체는 방사선 경화시켜도 굴곡 열변형 온도가 그다지 증가하지 않으므로 특히 놀랍다. 또한, 놀라운 사실은 방사선처리하여도 시이트중의 중합체가 거의 감소되지 않으며, 기타의 역학적 특성도 전혀 저하되지 않거나 거의 저하되지 않는다는 사실이다. 방사선처리의 효율을 증가시키기 위하여, 시이트에 방사선을 처리하기 전에 적층시이트의 제조에서 증감제(예:트리비닐 이소시아누레이트, 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트 등)를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 층 구조의 복합 시이트는 시이트 형태로 구조용 판넬(structural panel)로서 유용하며, 또한, 강도가 큰 성형제품을 제조하는 데에 유용하다.
하기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위하여 제공한다. 모든 부와 비율의 특별한지시가 없는 한, 중량을 기준으로 한다.
미합중국 특허 제 4,426,470호의 실시예 1에 기술된 일반적인 방법을 이용하여, 평균 길이가 약 4.75mm이고 직경이 약 15μ인 임의 배향된 짧은 유리섬유를 35.8중량% 함유하는 용융지수 6의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)입자매트를 제조한다. 이 매트를 이후에서는 ＂매트 A＂라고 한다.
유사한 방법으로, 41.1중량%의 유리섬유를 함유하는 제 2의 HDPE 매트를 제조한 다음, 이를 ＂매트 B＂라고 한다.
적층시이트인 샘플 1A의 제조에 있어서, 매트 A의 33×33cm 단편을 사용하여 각외곽층을 제조한다. 중간층은 비중이 0.964이고 용융지수가 1.0인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이다. 샘플 1A는 33×33cm 주형에서 비보강된 층의 반대편에 유리섬유 보강 매트 HDPE를 적층시킨 다음, 주형을 접점 압력하에 140 내지 155℃에서 5분 동안 가열하고, 이어서 압력을 103×6.8×9kpa에서 103×13.78kpa로 상승시키면서 계속 가열하여 제조한다. 이와 같이 하여 형성된 적층시이트를 주형에서 냉각시키면서 계속 가압한다. 생성된 시이트는 두께가 약 3.17mm이며, 각각의 두께가 약 0.25mm인 외곽층을 함유한다.
샘플 1B는 매트 A 대신에 매트 B를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조한다.
샘플 1C는 적층시이트의 각 외곽층에 2개의 매트 A를 사용하는 것을 제외하고는 샘플 1A와 동일한 방법으로 제조한다. 샘플 1C의 총 두께는 약 3.17mm 인데, 각 외곽층에 제2의 층이 포함됨으로 인하여 증가되는 두께는 중간 또는 중심층의 두께를 상응하게 감소시킴으로써 보완한다.
샘플 1D는 2개의 배트 B를 사용하여 각 외곽층을 제조하는 것을 제외하고는 샘플 1C에 동일한 방법으로 제조한다.
또한, 여러개의 비교샘플을 제조한다. 비교샘플 C-1은 HDPE입자를 33× 33cm 주형에서 압축시켜 제조한, 두께가 약 3.17mm인 100% HDPE 시이트이다. 성형 공정에 있어서, HDPE 입자를 차가운 주형에 채운다. 주형을 접점 압력하에서 140 내지 155℃로 가열한 다음, 72 내지 91Met.Tons로 상승시킨다. 시이트를 가압하에 주형에서 냉각시킨 다음, 제거한다.
비교샘플 C-2는 HDPE가 30중량%의 유리섬유를 함유하는 펄렛형 성형 화합물인 것을 제외하고는 비교샘플 C-1과 동일한 방법으로 제조한다.
비교샘플 C-3은 평균 길이가 약 4.75mm인 거의 임의로 배향된 유리섬유를 40.25% 함유하는 여러층의 HDPE 매트로 제조한, 두께가 3.17mm인 시이트이다. 이 매트는 미합중국 특히 제 4,426,470호의 실시예 1에 기술된 일반적인 방법에 따라 제조한 다음, 조밀화한다.
비교샘플 C-3은 비교샘플 C-2에 사용된 유리섬유를 30% 함유하는 HDPE펠렛형 성형 화합물 및 HDPE 중심의 면을 갖는 적층시이트이다. 적층판의 총 두께는 약 3.17mm이며, 각각의 두께가 약 0.3mm인 외곽층을 함유한다.
샘플 1A 내지 1D 및 비교샘플 C-1 내지 C4의 극한인장응력 및 영률은 각각 유형 Ⅰ시험 바아 및 5.1mm/min의 변형률을 사용하여 ASTM D-638에 의하여 측정한다. 굴곡강도 및 굴곡률은 ASTM D-790에 의하여 평가한다. 노치드 아이조드 (notched Izod) 특성(충격강도)은 노치 팁의 반경을 0.25mm로 하여 ASTM D-256에 의하여 측정한다. 열변형은 외곽 섬유의 응력을 1820kpa으로 하여 ASTM D-648에 의하여 측정한다. 이들 각종 시험의 결과는 하기의 표 1에 기재한 바와 같다.
[표 1]
Figure kpo00001
* 본 발명의 예가 아님
N.D.-미확인
1. 샘플의 임의 단편을 태워 유리함량을 측정함으로써 결정함.
2. ASTM D-638
3. ASTM D -790
4. ASTM D-256(Joules/met)
5. ASTM D-648
상기의 표 1에 기재한 바와 같이, 본 발명의 적층 시이트는, 특히 유리섬유의 함량이 비슷한 다른 유리보강사이트와 비교해 볼 때, 탁훨한 물리적 특성을 나타낸다. 본 발명의 모든 샘플은 유리섬유로 보강되지 않은 HDPE인 비교샘플 C-1에 비하여 대단히 개선된 특성을 나타낸다. 흥미롭게도, 샘플 1A 내지 1D는 유리섬의 함량이 훨씬 더 낮음에도 불구하고 비교샘플 C-2의 특성과 동일하거나 보다 우수한 특성을 나타낸다. 비교샘플 C-4는, 유리충진된 HDPE펠렛형 성형 화합물을 외곽층으로서 사용한 적층구조가 비교샘플 C-1의 비충진된 HDPE에 비하여 극한 및 충격강도에 있어서 그다지 유리하지 않다는 것을 보여준다.
비교샘플 C-3은 임의 배향된 유리섬유를 함유하는 시이트의 물리적 특성을 보여준다. 비교샘플 C-3의 특성은 일반적으로 샘플 1A 및 1D의 특성보다 우수하지만, 언급한 특성에서의 차이는, 특히 샘플 C-3이 유리를 40% 함유하는 점을 고려할 때에 특별히 크지 않은 것으로 보인다. 특히, 샘플 1C 및 1D는 비교샘플 C-3에 비하여 보강용 유리섬유의 함량이 약 1/3밖에 안되지만, 이들의 열변형 온도는 제법 비슷하다.
[실시예 2]
단일층의 매트 B로부터 제조한 외곽층, 및 저밀도 폴리에틸렌 중간 또는 중심층을 갖는 본 발명의 적층시이트를 3개 제조한다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 비중이 0.919이고, 용융지수가 7.0이다. 실시예 1에서 기술한 일반적인 방법을 사용하여 샘플을 제조한다. 제1시이트인 샘플 2A에 대하여, 실시예 1에서 기술한 바와 같이 극한 인장강도, 영률, 굴곡응력, 굴곡률, 노치드 충격강도 및 열변형 온도를 측정한다. 제2시이트인 샘플 2B를 2메가래드의 방사선으로 처리한 다음, 동일한 방법으로 시험한다. 제3시이트인 샘플 2C를 6메가래드의 방사선으로 처리한 다음, 동일한 방법으로 시험한다. 각 시험의 결과는 하기의 표 2에 기재한 바와 같다.
동일한 방법으로, 단일 시이트의 매트 B로 부터 제조한 외곽층, 및 HDPE중간층을 갖는 샘플 2D, 2E 및 2F를 제조한다. 사용된 HDPE는 응용지수가 1.0이고, 밀도가 0.964이다. 샘플 2D를 샘플 2A, 2B 및 2C에서와 동일한 방법으로 시험한다. 샘플 2E 및 2F를 각각 2메가래드 및 6매가래드의 방사선으로 처리한 다음, 시험한다. 결과는 표 11에 기재한 바와 같다.
설명을 위하여, 3개의 이중 HDPE 시이트를 제조한다. 하나의 시이트를 방사선처리하지 않은 채로 시험하고, 이를 비교샘플 C-2A라고 한다. 다른 두 개의 비교샘플 C-2B 및 C-2C를 각각 2 및 6메가래드의 방사선으로 처리한 다음, 시험한다. 결과는 표 2에 기재한 바와 같다.
[표 2]
Figure kpo00002
* 본 발명의 예가 아님
1. 샘플의 임의 단편을 태워 유리함량을 측정함으로써 결정함.
5. ASTM D-648
6. 샘플에 조사한 방사선의 양은 단위가 메가래드이다.
본 발명에 따른 적층시이트의 굴곡 열변형온도가 방사선 처리로 크게 증가하는 것을 쉽게 알 수 있다.
[실시예 3]
실시예 1에서 기술한 일반적인 방법을 이용하여, (HDPE 매트릭스를 갖는) 단일 층의 매트 B로 제조한 외곽층, 및 헤르쿨레스 7823(Hercules 7823)으로서 시판되며 비중이 0.897이고 용융지수가 0.4인 폴리프로필렌 공중합체 중간층을 갖는 샘플 3A를 제조한다.
매트 B를 각각 2개씩 함유하는 외곽층 및, 폴리프로필렌(헤르쿨레스 7823) 중간층을 갖는 샘플 3B를 제조한다.
비교샘플 C-3A는 두께가 약 3.17mm인 비보감 폴리프로필렌 공중합체(헤르쿨레스 7823)의 시이트이다.
비교샘플 C-3B는 비보강 폴리프로필렌 시이트(헤르쿨레스 7823)의 외곽층을 함유하며, 2개의 매트 B로부터 제조한 중간층을 함유한다. 샘플 C-3C는 실시예 1에 따라 제조한 매트를 여러개 사용하여 제조한 조밀화된 시이트이며, 여기에서 사용된 매트는 용융지수가 12이고 밀도가 0.903인 폴리프로필렌(헤르쿨레스 6323)이다. 이 매트는 평균 길이가 약 4.75mm이고 직경이 약 15μ인 유리섬유를 40.8% 함유한다.
샘플 3A 및 3B, 및 비교샘플 C-3A, C-3B 및 C-3C를 각각 실시예 1에서 기술한 바와같이 시험하며, 결과는 하기의 표 3에 기재한 바와같다.
[표 3]
Figure kpo00003
* 본 발명의 예가 아님
1. 샘플의 임의 단편을 태워 유리 함량을 측정함으로써 결정함.
2. ASTM D-638
3. ASTM D-790
4. ASTM D-256
5. ASTM D-648
본 발명의 시이트는 외곽층의 중합체가 중간층의 중합체와 상용성이 아닌 경우에도 탁월한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
[실시예 4]
미합중국 특허 제 4,426,470호의 실시예 1에 기술된 일반적인 방법을 이용하여, 평균 길이가 약 4.75mm이고 직경이 13μ인 짧게 자른 유리섬유 37.8중량%, 폴리비닐알콜 스테이플섬유 7중량%, 및 용융지수가 12이고 밀도가 0.903인 헤르쿨레스 프로팩스
Figure kpo00004
6323(Hercules Profax
Figure kpo00005
6323) 폴리프로필렌 단독 중합체를 55.2중량% 함유하는 매트를 제조한다. 매트의 습윤강도를 향상시키기 위한 섬유로서 폴리비닐 알콜을 가한다. 건조 매트의 시이트 중량은 0,325kg/met2이다.
폭이 40.6cm이고 길이가 102cm인 매트를 외곽층으로 사용하여, 용융지수가 0.4이고 밀도가 0.902이며 굴절율이 105×16.5kpa인 헤르쿨레스 6823 폴리프로필렌으로부터 돌출된 시이트로 이루어진 중간층을 갖는 적층판을 제조한다. 시이트는 미합중국 특허 제 3, 148, 269호에 기술된 형태의 연속 이중벨트 적층기를 사용하여 제조한다. 가열온도의 범위는 232℃로 조절하고, 벨트속도는 22.2cm/min로 조절한다.
4개의 매트를 사용하여 각 외곽층을 형성함으로써 샘플 4A를 제조한다. 샘플 4B 및 4C는 각각, 각 외곽층에 5개 및 2개의 매트를 함유한다. 샘플 4A 내지 4C에 대하여, 극한인장응력, 영률, 최대굴곡응력 및 굴곡률을 매트가 제조되는 제지기 방향 및 기계 횡단방향의 두 방향에서 모두 측정한다. 결과는 하기의 표 5에 기재한 바와 같다. 이들 샘플의 밀도, 두께 및 유리함량은 하기의 표 4에 기재한 바와 같다.
[표 4]
Figure kpo00006
[표 5]
Figure kpo00007
MD=기계방향
CD=기계횡단방향
기계방향 및 기계횡단 방향에서 인장특성과 굴곡특성의 평형이 필요한 것은 보강용 섬유가 샘플의 외곽층 전체에 거의 임의로 분포되어 있는 것을 나타낸다.
하기의 실시예 6 내지 15에 기재된 물리적 특성을 갖는, 접착적으로 성형가능한 각종 열가소성 적층 시이트를 제조한다. 외피층의 물질은 미합중국 특허 제4,426,470호에 기술된 방법으로 제조한 매트재료를 사용한다. 비조밀화 매트는 유리보강 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진다.
적층판의 각 외피층을 제조하기 위하여 총3개의 비조밀화매트를 사용한다. 매트의 크기는 15.24cm×15.24cm이다. 중심층은 여러가지 양의 탄산칼슘 또는 활석을 충진물질로서 PP펠렛으로부터 성형한다. 자동 프레스의 정압 다이 세트(15.24cm×15.24cm)에 펠렛을 넣는다. 주형을 210℃의 온도로 가열한 다음, 5분동안 22.75 met.tons로 가압한다. 다이 세트를 냉각시킨 다음, 광물질이 충진된 PP중심층을 제거한다. 적층시이트를 제조하기 위하여, 주형의 밑바닥에 3개의 비조밀화 층(외피층을 형성함)을 넣은 다음, 중심층 및 3개 이상의 비조밀화 층(또 하나의 외피층을 형성함)을 넣는다. 다이 세트를 210℃의 온도로 가열한 다음, 8분동안 22.75 met.tons로 가압한다. 압력을 2분 동안 45.5met. tons로 상승시킨다. 다이 세트를 물로 냉각시킨 다음, 생성된 적층판을 다이 세트로부터 제거하여, 물리적 특성을 시험한다.
[실시예 5]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다.
외피층 : 길이가 1.9cm이고 직경이 13μ인 k형 유리섬유를 50중량% 함유하는 PP매트릭스, 각 외피층은 적층판 총 중량의 26중량%를 구성한다.
중심층 : 42중량%의 탄산칼슘을 함유하는 PP매트릭트(Wilson Fiberfil PF 6020). 중심층은 적층판 총 중량의 48%를 구성한다.
적층판의 총 두께 : 3.2mm
각 외피층의 두께 : 0.7mm
중심층의 두께 : 1.7mm
외피층의 밀도1): 1.28g/cc
중심층의 밀도 : 1.23g/cc
적층판의 밀도 : 1.29 g/cc
총 보강/충진제2): 48%
외피층의 점도3):
(100Rad/sec, 200℃) 1800pa.s
중심층의 점도 :
(100Rad/sec, 200℃) 2200pa.s
인장강도4)×10373.5 kpa
영률4)×10551. 2kpa
굴곡항복강도5)×103102.5kpa
굴곡률5)×10559.2kpa
노치드 아이조드 충격6)669 Joules/met
[실시예 5(계속)]
1. 제지기 상에서 제조한 후 측정함.
2. 600℃에서 유기 물질을 태워 측정함.
3. 평행판 유동계로 측정함.
4. ASTM D-638
5. ASTM D-790
6. ASTM D-256
[실시예 6]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다 :
외피층 : 실시예 5에서 기술한 K형 유리섬유를 50중량% 함유하는 PP매트릭스. 각 외피층은 적층판 총중량의 30중량%를 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘의 42중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil PF6020). 중심층은 적층판 총 중량의 40중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 : 3.14mm
각 외피층의 두께 : 0.9mm each
중심층의 두께 : 1.37mm
외피층의 밀도1): 1.28g/cc
중심층의 밀도 : 1.23g/cc
적층판의 밀도 : 1.29 g/cc
총 보강/충진제2): 46%
외피층의 점도3):
(100Rad/sec, 200℃) 1800pa.s
중심층의 점도 :
(100Rad/sec, 200℃) 2200pa.s
인장강도4)×10376.2 kpa
영률4)×10566.6 kpa
굴곡항복강도5)×103115.8kpa
굴곡률5)×10565.1kpa
노치드 아이조드 충격6)675 Joules/met
상기에서, 1) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 7]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다:
외피층 : 실시예 5에서 사용한 유형의 유리섬유를 50중량% 함유하는 PP매트릭스, 각 외피층은 적층판 총 중량의 36중량%를 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 42중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil PF 6020). 중심층은 적층판 총 중량의 28%를 구성한다.
적층판의 총 두께 : 3.2mm
각 외피층의 두께 : 1.1mm
중심층의 두께 : 0.96mm
외피층의 밀도1): 1.28g/cc
중심층의 밀도 : 1.23g/cc
적층판의 밀도 : 1.32 g/cc
총 보강/충진제2): 50%
외피층의 점도3):
(100Rad/sec, 200℃) 1800pa.s
중심층의 점도 :
(100Rad/sec, 200℃) 2200pa.s
인장강도4)×10393.5 kpa
영률4)×10568.6kpa
굴곡항복강도55)×103124.1kpa
굴곡률5)×10565.3kpa
노치드 아이조드 충격6)805 Joules/met
상기에서, 1) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 8]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다:
외피층 : 실시예 5에서 사용한 유형의 유리섬유를 37중량% 함유하는 PP매트릭스, 각 외피층은 적층판 총 중량의 35중량%를 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 42중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil PF 6020). 중심층은 적층판 총 중량의 30%를 구성한다.
적층판의 총 두께 : 3.14mm
각 외피층의 두께 : 1.04mm each
중심층의 두께 : 1.04mm
외피층의 밀도1): 1.19g/cc
중심층의 밀도 : 1.23g/cc
적층판의 밀도 : 1.26 g/cc
총 보강/충진제2): 45%
외피층의 점도3):
(100Rad/sec, 200℃) 1600pa.s
중심층의 점도 :
(100Rad/sec, 200℃) 2200pa.s
인장강도4)×10378.9 kpa
영률4)×10552.1kpa
굴곡항복강도5)×103107kpa
굴곡률5)×10562.5kpa
노치드 아이조드 충격6)783 Joules/met
상기에서, 1) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 9]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다 :
외피층 : 평균 길이가 1.27cm이고 직경이 13μ인 k형 유리섬유를 40중량% 함유하는 PP매트릭스, 각 외피층은 적층판 총 중량의 25중량%를 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 20중량% 함유하는 PP매트릭스(Polifill Inc). 중심층은 적층판 총 중량의 50중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 2.87mm
적층판의 밀도 1.16 g/cc
총 보강/충진제2)33%
인장강도4)×10351.6kpa
영률4)×10536.9kpa
굴곡항복강도5)×103105.8kpa
굴곡률5)×10551.5kpa
인장신도4)2.7%
항복응력4)×10335.4 kpa
항복변형4)1.2%
아이조드 노치드충격6)357 Joules/met
외피층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1083pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 808pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 10]
전술한 공정에 따라 제조한 중간층은 하기의 특성을 지닌다. :
외피층 : 실시예 9에서 사용한 유형의 유리섬유를 40중량% 함유하는 PP매트릭스, 각 외치층은 적층판 총 중량의 36중량%를 구성한다.
중심층 : 활석을 40중량% 함유하는 PP매트릭스(Himont, Inc.). 중심층은 적층판 총 중량의 28중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 3.12mm
적층판의 밀도 1.23 g/cc
총 보강/충진제2)39%
인장강도4)×10353.4kpa
영률4)×10544.6 kpa
굴곡항복강도5)×103106.0 kpa
굴곡률5)×10549.4kpa
인장신도4)2.0%
항복응력4)×10339.6 kpa
항복변형4)1.0%
아이조드 노치드 충격6)432 Joules/met
외피층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1083pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1300pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 11]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다.
외피층 : 실시예 9에서 사용한 유리섬유를 40중량% 함유하는 PP매트릭스 각 외피층은 25중량%의 적층판을 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 40중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil. Inc). 중심층은 적층판 총 중량의 50 중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 2.54mm
적층판의 밀도 1.25 g/cc
총 보강/충진제2)40%
인장강도4)×10353.4 kpa
영률4)×10534.2 kpa
굴곡항복강도5)×10399.6 kpa
굴곡률5)×10541.4 kpa
인장신도4)2.2%
항복응력4)×10335.8 kpa
항복변형4)1.3%
아이조드 노치드 충격6)405 Joules/met
외피층의 점도3)
(200℃, 100 Rad/sec) 1083pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 5576pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 12]
전술한 공정에 따라 제조하는 적층판은 하기의 특성을 지닌다 :
외피층 : 실시예 9에서 사용한 유리섬유를 34중량% 함유하는 PP매트릭스. 각 층은 25중량%의 적층판을 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 40중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil. Inc). 중심층은 적층판 총 중량의 50 중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 2.48mm
적층판의 밀도 1.24 g/cc
총 보강/충진제2)37%
인장강도4)×10353.6 kpa
영률4)×10543.6 kpa
굴곡항복강도5)×103108.7 kpa
굴곡률5)×10549.2 kpa
인장신도4)1.6%
항복응력4)×10342.9 kpa
항복변형4)1.2%
아이조드 노치드 충격6)513 Joules/met
외피층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1168pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 557pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 13]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다.
외피층 : 실시예 5에서 사용한 유리섬유를 45중량% 함유하는 PP매트릭스. 각 외피층은 적층판 총 중량의 25중량%를 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 40중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil. Inc). 중심층은 적층판 총 중량의 50 중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 1.93mm
적층판의 밀도 1.31 g/cc
총 보강/충진제2)44%
인장강도4)×10354.3 kpa
영률4)×10538.1 kpa
굴곡항복강도5)×103107.6 kpa
굴곡률5)×10556.2 kpa
인장신도4)2.7%
항복응력4)×10340.4 kpa
항복변형4)1.3%
아이조드 노치드 충격6)667 Joules/met
외피층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1516pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 557pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
[실시예 14]
전술한 공정에 따라 제조한 적층판은 하기의 특성을 지닌다.
외피층 : 실시예 5에서 사용한 유형의 유리섬유를 43중량% 함유하는 PP매트릭스. 각 외피층은 36중량%의 적층판을 구성한다.
중심층 : 탄산칼슘을 40중량% 함유하는 PP매트릭스(Wilson Fiberfil. Inc). 중심층은 적층판 총 중량의 28 중량%를 구성한다.
적층판의 총 두께 2.26mm
적층판의 밀도 1.31 g/cc
총 보강/충진제2)44%
인장강도4)×10377.2 kpa
영률4)×10557.4 kpa
굴곡항복강도5)×103126.9 kpa
굴곡률5)×10563.4 kpa
인장신도4)1.6%
항복응력4)×10361.1 kpa
항복변형4)1.3%
아이조드 노치드 충격6)716 Joules/met
외피층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 1516pa.s
중심층의 점도
(200℃, 100 Rad/sec) 557pa.s
상기에서, 2) 및 4) 내지 6)은 실시예 5에서 정의한 바와 같다.
실시예 5 내지 14는 여러 함량의 유리섬유를 함유하는 PP 외피층, 및 여러 함량의 충진제(예 : 탄산칼슘 또는 활석)을 함유하는 중심층을 사용한 열가소성 적층판을 설명한다. 이들 적층판은 중심층 및 외피층의 용융 점도를 최적화함으로써 접착적으로 성형할 수 있다. 더욱 특히, 층들의 용융점도를 최적화함으로써, 가열 및 가압 조건하에서 층들을 성형하여 외피층과 중심층이 거의 또는 전혀 분리되지 않는 적층판을 형성할 수 있도록 외피층과 중심층의 유동 특성을 균형화 한다. 따라서, 중심층의 중량을 기준으로하여 60중량%이하, 바람직하기로는 20 내지 40중량%의 충진제 물질을 중심층에 사용함으로써, PP중심층의 점도를 유리섬유로 충전된 PP외피층의 점도와 균형화한 다음, 최적화하여 성형하는 동안에 층에 플러그 유동작용을 부여할 수 있다. 실험데이터는 또한, 충진된 중심층이 존재함으로써 적층판의 물리적 특성이 증강되는 것을 나타낸다. 또한, 외피층에서 보다 값비싼 유리섬유의 함량을 저하시키고, 충진된 중합체 중심의 두께를 그와 상응하게 증가시킴으로써, 적층판의 우수한 물리적 특성을 유지하면서 가격을 저하시키고 경제화할 수 있다. 또한, 여기에 소개한 실험 데이터로부터 명백히 알 수 있는 사실은, 이러한 형태의 적층판은 층의 두께, 층에 사용하는 층진제 물질의 비율 또는 각 층에 사용하는 중합체를 적절히 변화시킴으로써 물리적 특성을 재단함에 있어서 선택성의 자유가 크다는 사실이다. 이러한 견지에서, 화학적으로 상용성인 중합체 뿐만 아니라 상용성이 아닌 중합체도 또한 층에 사용할 수 있다.
여러가지 유형의 섬유[예 : 흑연, 탄소, 케브라
Figure kpo00008
(kevlar)
Figure kpo00009
등]를 외피층의 보강용 섬유로서 사용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 중심층에 사용할 수 있는 충진제 물질은 유기 또는 무기물질(예 : 나무, 꽃, CaCo3, 운모, 활석, 카올린등)로 이루어질 수 있다. 본 발명을 실행함에 있어서 외피층 또는 중심층에 사용할 수 있는 열가소성 수지로는 예를 들어, PP HDPE, PET, PBT, ABS, PS LDPE, 폴리카보네이트, 이들의 혼합물 및 공중합체가 포함된다.
본 발명의 적층판은 압형가능(Stampable) 하거나 압축성형가능한 부분(예 : 자동차부품, 가구, 기계부품 등)을 제조하기 위한 시이트 성형 블랭크(blank)의 형태로서 유용하다.

Claims (27)

  1. 적어도 하나의 거의 섬유보강되지 않은 합성수지물질층과 적어도 하나의 그의 주표면에 결합된, 두께가 비섬유보강층의 두께보다 작은 섬유보강합성수지물질의외곽층(여기서, 섬유는 외곽층에 의해 한정된 면에 2차원적으로 임의 배향된다.)으로 이루어진 적층시이트에 있어서, 외곽층이 비섬유성 중합체 입자로부터 제조되며 보강용 섬유가 전체에 분포되어 있는 연속 중합체 매트릭스로 이루어짐을 특징으로 하는 적층 시이트.
  2. 시이트는 개개 외곽층의 두께가 0.1 내지 10mm인 한쌍의 외곽층으로 이루어지고, 비섬유보강층은 두께가 0.1내지 30mm 인 중간층으로 이루어진 제1항의 시이트.
  3. 외곽층의 두께가 0.3 내지 1.0mm이며, 이 외곽층을 두께가 1.0 내지 10.0mm인 중간층에 열결합시킨 제2항의 시이트.
  4. 외곽층의 두께가 0.3 내지 1.0mm이며, 이 외곽층을 접착제 층에 의하여 두께가 1.0 내지 10.0mm인 중간층에 결합시킨 제2항의 시이트.
  5. 보강용 섬유의 평균길이가 0.15 내지 5.1cm이고 종횡비가 40이상인 제1항의 시이트.
  6. 보강용 섬유가 종횡비가 100이상인 유리섬유인 제5항의 시이트.
  7. 외곽층에 존재하는 비섬유성 중합체 입자의 직경이 1 내지 1000㎛인 제1항의 시이트.
  8. 중합체 입자의 크기가 50 내지 500㎛인 제7항의 시이트.
  9. 외곽층이 종횡비가 10이상인 섬유성 중합체를 10중량% 미만의 양으로 함유하는 제1항의 시이트.
  10. 외곽층의 연속중합체 매트릭스를 폴리올레핀 또는 폴리(비닐 방향족)수지로부터 선택하는 제1항의 시이트.
  11. 연속 중합체 매트릭스가 결합제와 유기 응고제의 고체를 함유하는 제1항의 시이트.
  12. 결합체가 결합 이온전하를 함유하는 중합체 라텍스인 제11항의 시이트.
  13. 외곽층이 외곽층의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 60중량%의 보강용 섬유를 함유하는 제1항의 시이트.
  14. 외곽층의 중합체가 방사선 가교결합된 제1항의 시이트.
  15. 중간층이 중간층의 총 중량을 기준으로 하여 60중량%이하의 유기 또는 무기 충진제 물질을 함유하는 제2항의 시이트.
  16. 중간층에 함유된 충진제 물질의 함량이 20 내지 40중량%인 제15항의 시이트.
  17. 충진제 물질을 탄산칼슘 또는 활석으로부터 선택하는 제15항 또는 제16항의 시이트.
  18. 중간층이 적층판 총 중량의 20 내지 95중량%를 구성하는 제2항의 시이트.
  19. 중간층이 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트, 폴리에틸렌 및 가교결합된 폴리에틸렌 발포체중에서 선택되는 기포성 발포구조를 가지며, 중간층의 두께가 약 15cm이하인 제2항의 시이트.
  20. 섬유보강층의 한 표면을 합성수지물질의 연화온도이상으로 가열시킴으로써 층에 함유된 섬유를 층으로부터 돌출시키고, 적어도 하나의 섬유보강되지 않은 층 표면을 중합체의 연화온도로 가열시킨 다음, 섬유보강되지 않은 층을 섬유보강층의 가열된 표면에 기계적으로 결합시켜 섬유보강층으로부터 돌출된 섬유를 섬유 보강되지 않은 층의 중합체에 혼입시킴을 특징으로 하여 적어도 하나의 거의 섬유보강되지 않은 합성수지물질층과 적어도 하나의 섬유보강되지 않은 층의 주 표면에 결합된 적어도 하나의 섬유보강 합성수지물질 외곽층(여기서, 섬유보강층은 보강용 섬유를 전체적으로 분포시킨 연속 중합체 매트릭스로 이루어지며 보강용 섬유는 외곽층에 의하여 한정된 면에 2차원적으로 임의 배향된다)으로 이루어진 적층 시이트를 제조하는 방법.
  21. 섬유보강되지 않은 층을 섬유보강층의 가열된 표면에 열용접시키는 제20항의 방법.
  22. 접착제 층을 사용하여 섬유보강되지 않은 층을 섬유보강층의 가열된 표면에 결합시키는 제20항의 방법.
  23. 섬유보강층을 섬유보강되지 않은 층의 반대편에 결합시키는 제20항의 방법.
  24. 반대편 주평면에 합성수지물질의 섬유보강층이 결합된 합성수지물질 중심층을 함유하는 적층 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 중심층의 용융점도를 섬유보강된 외피층의 용융점도와 거의 동일하게 하기에 충분한 양의 유기 또는 무기 충진제 물질을 중심층 총 중량의 60중량% 이하로 중심층에 함유시킨 다음, 층의 플러그 유동을 유발시키기에 충분한 열과 압력을 가하여 층들을 상호 결합시킴으로써 층의 분리가 없는 적층 시이트를 형성함을 특징으로 하는 방법.
  25. 20 내지 40중량%의 충진제 물질을 중심층에 가하는 제24항의 방법.
  26. 충진제 물질을 탄산칼슘, 활석 또는 이들의 혼합물중에서 선택하는, 제24항 또는 제25항의 방법.
  27. 중심층이 적층판 총 중량의 20 내지 95중량%를 구성하는, 제24항의 방법.
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659412A (en) * 1984-10-22 1987-04-21 The Dow Chemical Company Method for adhering a coating material to densified random-fiber composite sheet
EP0215652A3 (en) * 1985-09-19 1988-07-27 Geoffrey Crompton Components that can exhibit low smoke, toxic fume and burning characteristics, and their manufacture
IT1191661B (it) * 1986-01-31 1988-03-23 S I P A Spa Fibre acriliche a migliorata disperdibilita' in matrici organiche o inorganiche viscose
US4791018A (en) * 1986-03-10 1988-12-13 The Goodyear Tire & Rubber Company Chopped textile reinforced shock absorber bumper
GB8618726D0 (en) * 1986-07-31 1986-09-10 Wiggins Teape Group Ltd Thermoplastics material
DE3629891A1 (de) * 1986-08-29 1988-03-10 Kiss G H Fasermatte fuer das warme verpressen zu formteilen
US4784898A (en) * 1987-10-13 1988-11-15 The B. F. Goodrich Company High sonar transmission composition
US5021497A (en) * 1988-06-17 1991-06-04 Ube Industries, Ltd. Polyarylene sulfide resin composition
US5252633A (en) * 1988-06-17 1993-10-12 Ube Industries, Ltd. Polyarylene sulfide resin composition
US5073416A (en) * 1988-11-21 1991-12-17 General Electric Company Articles from mixed scrap plastics
DE68921428T2 (de) * 1988-11-24 1995-08-03 Central Glass Co Ltd Geschnittene Strangmatten und thermoplastische Bögen.
IT1233214B (it) * 1989-04-21 1992-03-20 Pianfei Engineering S R L Procedimento di fabbricazione di manufatti termoplastici stampabili particolarmente per pannelleria di autoveicoli e manufatti ottenuti con detto procedimento
NL8902950A (nl) * 1989-11-29 1991-06-17 Wavin Bv Kunststofbuis met wand opgebouwd uit een kunststof-vulstoflaag.
US5449200A (en) * 1993-06-08 1995-09-12 Domtar, Inc. Security paper with color mark
AT401908B (de) * 1993-11-29 1996-12-27 Greiner & Soehne C A Mehrlagiges bauelement sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung
US5716697A (en) * 1995-02-14 1998-02-10 Esf Acquisition, Corp. Glass fiber containing polymer sheet and process for preparing same
US5759927A (en) * 1995-07-24 1998-06-02 Meeker; Brian L. Glass-fiber-containing non-woven polymer web, and process for preparing same
AT405382B (de) * 1995-10-04 1999-07-26 Isosport Verbundbauteile Verfahren zur herstellung einer sandwichplatte sowie deren verwendung
US5665185A (en) * 1996-02-09 1997-09-09 Esfi Acquisition, Inc. Process for preparing glass fiber containing polymer sheet
US6126557A (en) * 1997-08-26 2000-10-03 Callaway Golf Company Golf club shafts and methods of manufacturing the same
US6021524A (en) * 1997-12-31 2000-02-08 The University Of Akron Cut resistant polymeric films
US6365533B1 (en) * 1998-09-08 2002-04-02 Building Materials Investment Corportion Foamed facer and insulation boards made therefrom cross-reference to related patent application
US6368991B1 (en) * 1998-09-08 2002-04-09 Building Materials Investment Corporation Foamed facer and insulation boards made therefrom
US6849331B1 (en) * 2000-11-22 2005-02-01 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Polyester resin string binder
FR2834927B1 (fr) * 2002-01-18 2004-05-14 Chomarat Composites Nouvelle mousse renforcee par un reseau de renforcement
GB2384461B (en) * 2002-01-28 2005-03-16 Intelligent Engineering Improved structural sandwich plate members
NL1020062C2 (nl) * 2002-02-26 2004-04-06 Rombouts Kunststof Techniek B Werkwijze voor het lijmen van amorfe kunststof.
US20030232213A1 (en) * 2002-05-23 2003-12-18 William Shepler Multilayer storage container
US6828024B1 (en) 2003-06-30 2004-12-07 Owens Corning Fiberglass Technology, Inc. Epoxy film former string binder
US20060018504A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-26 Tai-Yan Kam Multi-layer composite material panel
US7851001B2 (en) * 2006-03-10 2010-12-14 T.F.H. Publications, Inc. Pet chews having internal and external materials of different rigidity
US20090092821A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-09 Dharan C K Hari Fiber-reinforced foamed resin structural composite materials and methods for producing composite materials
US9518163B2 (en) * 2008-05-26 2016-12-13 Semmes, Inc. Reinforced polymer foams, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same
JP2011213090A (ja) * 2009-09-29 2011-10-27 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂積層板
DE102011015071A1 (de) * 2011-03-24 2012-09-27 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verbundwerkstoff und Strukturbauteil für ein Kraftfahrzeug
WO2015044458A1 (en) 2013-09-30 2015-04-02 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh Laminates with fluoropolymer cloth
WO2016115247A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-21 TenCate Advanced Composites USA, Inc. Composite laminates with syntactic cores
NL1043075B1 (nl) * 2018-11-09 2020-06-02 Rc Panels Holding Bv Zelfdragend bouwpaneel van geschuimd materiaal met opgelijmde deklagen en een polyureacoating op de dwarsvlakken

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652352A (en) * 1968-11-26 1972-03-28 World Patent Dev Corp Process for manufacture of hard mineral fiber slabs with coating
JPS5221166B2 (ko) * 1971-11-05 1977-06-08
JPS5225864B2 (ko) * 1972-03-10 1977-07-11
JPS4972379A (ko) * 1972-11-10 1974-07-12
US3900650A (en) * 1973-02-08 1975-08-19 James W Sedore Fibrillar locking system
GB1461849A (en) * 1974-03-22 1977-01-19 Dow Chemical Co Impregnated fibrous substrates
US4091142A (en) * 1974-04-23 1978-05-23 Dura-Plex Industries, Inc. Structural panel and method of making same
CA1132325A (en) * 1977-07-18 1982-09-28 Michael P. Dellavecchia Fiber reinforced multi-ply stampable thermoplastic sheet
US4284683A (en) * 1978-03-13 1981-08-18 The Celotex Corporation Structural laminate
JPS55100155A (en) * 1979-01-26 1980-07-30 Toho Beslon Co Thermal incorporating laminated structure
JPS5642533A (en) * 1979-09-12 1981-04-20 Mitsubishi Rayon Co Fishing reel and production thereof
US4269884A (en) * 1979-10-10 1981-05-26 Allied Chemical Corporation Fiber reinforced multi-ply stampable thermoplastic sheet
IT1193532B (it) * 1980-05-06 1988-07-08 Montedison Spa Manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro

Also Published As

Publication number Publication date
ES543829A0 (es) 1987-04-16
CA1238565A (en) 1988-06-28
NZ212300A (en) 1989-03-29
ES557337A0 (es) 1988-01-16
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AU4409785A (en) 1985-12-31

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