날아라~ 지권군...!!

1. 밀도 및 비중의 원리

  밀도(密度, Density) - 물질의 단위부피당 질량, CGS단위는 g/㎤

  비중(比重, Specific Gravity) - 어떤 물질의 질량과 이것과 같은 부피를 가진 표준물질의 질량의 비

                                            표준물질은 고체 및 액체의 경우에는 보통 1atm, 4℃의 물을 사용하고 기체의 경우는

                                            1atm, 0℃의 공기를 사용한다.

 

2. 비중측정 공식

비중측정의 원리  밀도 (Density) ρ : 밀도, M : 질량, V : 부피  비중(Specific Gravity) S : 비중, V : 부피, M : 질량, ρ : 샘플의 밀도, ρ4 : 표준물질의 밀도  고체의 밀도   ρ : 액체의 밀도, A : 공기중 샘플의 무게,  B : 액체속에서 샘플의 무게,  ρ0 : 액체의 밀도  액체의 밀도  ρ : 액체의 밀도, A : 공기중 샘플의 무게,  B : 액체속에서 유리초자의 무게, V : 유리초자의 부피  D : 공기의 밀도(약0.001g/㎤)

3. 비중키트의 구성품(GX/F-13)

 

4. 고체비중측정

1) 비 활성화된 비중단위 "DS"를 생성한다

2) 액체용액(물)의 온도를 설정(물의 밀도값 입력)

3) 공기중에서 Sample의 무게를 계량 한 후 저울의 Sample key를 눌러 중량을 입력

4) 물속에서 Sample을 계량한 후 저울의 Sample 키를 누르면 자동으로 고체비중값(DS)를 계산하여 표시한다.

 

5. 액체 비중측정

1) 비 활성화된 비중단위 "DS"를 생성한다.

2) 액체용액(물)의 온도를 생성(물의 밀도값 입력)

3) 준비된 키트안의 비이커에 측정하고자 하는 액체를 넣는다

4) 액체비중 공식에 대입하여 값을 구한다.

 

 

 

 

6. 비중키트의 종류

	GX/F - 13		AD-1653
적용모델	GX series		GH series
	GF series		GR series
			HR series

 

7. 사양표

	LCD (액정표시)			VFD(형광표시)
모델	GH-200D	GR-200D	HR-200D	GX-200D	GX-2000D	GF-200D	GF-2000D
최대용량	220g	210g	210g	210g	2100g	210g	2100g
최소용량	0.1mg	0.1mg	0.1mg	0.001g	0.01g	0.001g	0.01g
내장분동	O	O	X	O	O	X	X
측정종류	고체, 액체 가능
측정방식	수중치환방식

크롬화합물 및 6가 크롬 ,

Chromium compounds and hexavalent chromium

(CAS NO. 없음)

발암등급		암 종류	6가크롬- 폐암, 원발성 기관지암, 비강암, 부비동암
		기타 건강영향	접촉성피부염, 만성기관지염, 비중격천공,
주요 노출군	- 금속제조업(스테인레스강 생산) - 도금업 - 강철, 합금 생산업 - 원료(목재 보존제, 도금, 염료 및 안료 제조, 가죽의 태닝제, 촉매, 부식방지제, 배터리의 극성제거장치, 경합금의 피복제, 전착도장용 안료, 전착 페인트 등)

1. 크롬, 어떤 물질인가?

크롬은 고체상으로 존재하는 금속으로, 형태에 따라 다양한 화합물로 존재한다. 금속크롬, 3가 크롬 그리고 6가 크롬이 대표적이다. 이 중 3가 크롬은 자연에서 생산되고 6가 크롬과 금속크롬은 주로 산업공정에서 발생되는데, 보건학에서 관심이 되는 것은 3가 크롬과 6가 크롬이다.

특히 6가 크롬은 사람에게 발암성 물질로 확인되었다. 6가 크롬은 물에 녹는 수용성 6가 크롬과 녹지 않는 불용성 6가 크롬으로 구분되는데 대표적인 물질은 다음과 같다. 이러한 물질은 분자량, 물리적 상태, 녹는점 및 비점 등 물리화학 특성도 제각각 틀리다.

수용성 6가 크롬화합물	불용성 6가 크롬화합물
크롬산 무수크롬산 또는 크롬산무수물 중크롬산나트륨 중크롬산칼륨 중크롬산암모늄	크롬산아연 크롬산칼슘 크롬산납 크롬산바륨

6가 크롬은 공기 중이나 산화성 환경에서 3가 크롬으로 환원이 되는 특성이 있으며, 수용성 혹은 불용성에 따라 그 독성의 정도도 달라진다. 따라서 6가 크롬은 하나의 물질이라기보다는 다양한 화합물로 이해하는 것이 바람직하다.

2. 주요용도 및 직업적 노출경로

LDPE(Low Density Polyethylene)는 1933년 영국의 ICI사 연구진들에 의해 최초로 발견되어 1930년대말에야

비로소 공업적 생산이 이루어졌다. 그 후 1950년대 LLPE(Linear Low Density Polyethylene)의 개발에 이어

HDPE(High Density Polyethylene), VLDPE(Very Low Density Polyethylene)가 계속 소개되어 다양한 물성과

응용성을 갖는 PE제품들이 나타나게 되었다.

LDPE는 밀도가 0.910~0.925g/㎤인 분자구조가 가장 간단한 수지 중의 하나로 LLDPE나 HDPE가 전이 금속계

촉매를 이용 중·저압에서 중합하는 방식으로 제조되는 반면 LDPE는 고압라디칼중합방식에 의해 제조되기

때문에 장쇄 분지가 많은 것이 특징이라 할 수 있으며 이로 인해 LLDPE, HDPE와는 다른 독특한 특성을

발휘하게 된다.


1.종류와 제법

폴리에틸렌은 제조방법 및 성능에서, 고압법 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌 혹은 연질 폴리에틸렌)과 중저압

폴리에틸렌(고밀도 폴리에틸렌 또는 경질 폴리에틸렌)으로 크게 나눈다. 그러면서 현재는 제조기술의 현저한

혁신에 의해서, 중저압법에 의한 저밀도 폴리에틸렌의 제조도 가능하게 되고 고압법 폴리에틸렌, 중저압법

폴리에틸렌의 개념은 명확하지 않게 되어가고 있다. 또한 폴리에틸렌은 폴리프로필렌, 기타의 올레핀계

폴리머와 합쳐서 폴리올레핀이라고 총괄해서 부르게 되었다.


1.1 고압법 폴리에틸렌

정제한 에틸렌 가스에 소량의 산소 또는 과산화물을 첨가, 2,000기압정도로 가압하여 200℃정도로 가열하면

밀도가 0.915~0.925의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 생긴다. 이 중합법은 이른바 괴상중합이며, ICI법이라고도

불려지는, 역사적으로 가장 오랜 에틸렌의 중합법이다. 중합장치에는 중합열을 제거하는 연구가 필요하며 또한

고중합률에 이르면 가교 폴리머를 생성하기 쉽기 때문에 전화율은 20% 정도로 억제할 필요가 있다. 중합압력이

높을수록 고분자량의 폴리머를 얻을 수 있다. 현재는 ICI법에서 파생한 갖가지의 고압중합법의 공업적으로

실시되고 있다.


1.2 중압법 폴리에틸렌

고압법의 발견 이래, 보다 저압으로 에틸렌을 중합하려는 연구가 많이 있어 왔다.

Philips법은 촉매로서 SiO2-Al2O3담체에 CrO3를 2~3% 부착시킨 것을 사용, 100~170℃, 수십기압, 펜턴 등의

용매 속에 이루어진다.얻어지는 폴리에틸렌의 분자량은 10,000~140,000이다. 또한 촉매를 개량하고

현탁중합형의 슬러리법도 개발되고 있다.

Standard Oil법은 γ-Al2O3가 갖고 있는 MoO3를 촉매로 하고 용매에는 벤젠을 이용, 200~250℃, 15~150기압

으로 중합을 하고 폴리에틸렌의 분자량은 넓은 범위에서 조절이 가능하다.

중압법 폴리에틸렌의 분자에는 고압법의 것에 비해서 주쇄에 분기가 거의 없고, 중압법에서는 연화점이나

강성이 큰 고밀도(0.955~0.965)의 품종(HDPE)을 얻을 수 있다.


1.3 저압법 폴리에틸렌

Ziegler가 개발한 획기적인 유기금속 촉매(TiCl4)를 탄화수소 용매로 분쇄하여 90℃ 이하에서 상압의 에틸렌

가스를 통하면, 슬러리상 폴리에틸렌이 생성된다. 중합은 아니온 기구로 진행되며 활성점은 Ti에 있다. 생성한

폴리에틸렌의 분자량은 300,000에 이르고 분기가 적은 직쇄상의 것(linear PE)을 얻을 수 있다. 최근에는

고활성인 Ziegler 촉매도 개발되고 Ti 1밀리몰 당30~40kg의 에틸렌을 얻을 수 있고 촉매의 제거도 불필요하게

되었다. 저압법으로 얻어지는 폴리에틸렌은 중압법에 의한 것과 성상에 유사하기 때문에 일괄해서 중저압법

폴리에틸렌이라고 부르는 일이 많다.




1.4 기상법 폴리에틸렌

미국의 Union Carbide사가 기상법이라고 부르는 새로운 폴리에틸렌의 제조법을 개발하였다. 이것은 가스로

촉매를 분사, 부유 시켜 드럼 같은 반응조에 에틸렌을 중합하고 중저압에서 저밀도 폴리에틸렌을 합성하는

방법이며, 지금까지 수천기압을 요한 중압을 겨우 수십기압에서 하고 같은 성상의 폴리머를 얻는다는 획기적인

방법이다. 이 기상법은 용매를 사용하지 않고 기상유동상에서 중합시키는, 가장 간소한 프로세스이며, 종래의

고압법에 비하여 설비비는1/2, 에너지소비량은1/4로 저하된다는 것이다.

얻어낸 폴리에틸렌은 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(Linear LDPE;L-LDPE)이라고 불리며 종래의 고압법에 의한

저밀도 폴리에틸렌(고압법 LDPE)가 같은 밀도수준을 가지면서 많은 특징이 있는 뛰어난 물성을 나타내는

주목되고 있다.

 

2.특성

LDPE가 갖는 가장 대표적인 특성은 내충격성, 내저온취화성, 유연성, 가공성, 필름의 투명성, 내화학성,

내수성, 전기절연성 등을 들을 수 있는데, 이러한 특성들은 근본적으로 LDPE가 갖는 분자구조적 특성과

분자들이 모여진 3차원적 구조에서 그 원인을 찾을 수 있다. LDPE가 나타내는 각종 특성들은 분자량, 분자량

분포 및 밀도에 의해 크게 좌우되며 용융장력, 탄성 등이 중요한 변수가 되는 상황에서는 장쇄 및 단쇄 분지의

수나 형태가 중요한 영향은 미치기도 한다.

LDPE는 -120℃의 유리전이온도와 105~115℃의 융점(Melting point Tm)을 가짐으로 인해 우연성과 내충격성,

용이한 가공성을 갖게 되나 Tm이 낮고 vicat 연화점이 80~90℃로 나타나기 때문에 비교적 높은 온도에서는

물성을 유지하지 못하여 가교방법을 통해 취약한 내열성으로 보완하기도 한다. 이에 반해 LLDPE는 110~125℃,

HDPE는 130~135℃, PP호모폴리머는 165℃의 상대적으로 높은 융점을 보임으로써 LDPE 와는 다른 결정화

거동을 나타내기 때문에 LDPE보다 강한 물성을 가질 뿐 아니라 LDPE와는 상용성을 갖지 않는 것으로 알려져

있지만 LLDPE의 경우는 융점 및 결정화 온도가 큰 차이가 나지 않아 냉각 속도를 빨리 할 경우 고체상태

(solid state)에서도 서로 상분리(phase separation) 되지 않는다. LDPE가 LLDPE나 HDPE에 비해 갖는

장점의 하나는 용융상태에서의 점성거동과 높은 용융장력(Melt tension) 그림에 LDPE와 LLDPE의 전단속도

(shear rate)에 따른 점도의 변화를 나타내었다. LDPE는 LLDPE에 비해 낮은 전단 속도 (1s-1이하)에서는

높은 점도를 나타냄으로써 중공 성형시 패리손(parison)의 안정성에 기여하며 실제 압출가공영역(102~103 s-1)

에서는 낮은 점도를 보여 가공부하가 낮게 되는 장점을 갖게 되는데 이는 LDPE의 분자량분포가 상대적으로

넓기 때문이다. 또한 LDPE는 LLDPE나 HDPE에 비해 많은 장쇄 분지를 갖기 때문에, 용융장력이 상대적으로

높아 블로우 필름 압출시 버블의 안정성, 압출코팅에서의 Neck-in 문제가 덜 발생하는 장점을 갖게 되며

활성화에너지가 커서 온도변화에 다른 점도 변화가 크다.


LDPE의 물성은 분자량, 분자량분포 밀도에 의해 크게 좌우되는데 표1에 수지의 기본특성과 제품물성과의

관계를 나타내었다.

그림 삽입

3.용도

LDPE는 일상생활에서 가장 널리 쓰이는 범용수지의 하나로 필름, 압출코팅, 사출성형, 전선, 케이블, 중공성형,

발포, 파이프 등에 사용된다.

3.2 필름

LDPE 필름은 광학적 특성, 유연성, 내약품성이 좋고 용이하게 각종 포장재를 만들 수 있을 뿐만 아니라 표면

처리된 필름은 인쇄성도 좋아 식품포장, 농업용, 공업용 포장 등에 많이 쓰이고 있으며 수축 스트레치

포장필름용의 활용도가 최근 증가하고 있다. LDPE 필름을 가공하는 방법은 크게 블로우 평판과 평판필름

압출성형 방법이 있으며 성형방식에 따른 장·단점은 표2에 나타내었다.

표2 블로루 및 평판 필름의 비교 블로우 필름

블로우 필름	평판필름
*2축 연신이 된다. 따라서 연신비와 팽창비를 조절함으로써 분자 배향도를 조절하여 최종 물성을 변화시킬 수 있다. *폭 조정이 자유롭다*설치비가 적게 든다. *튜브/백의 생산이 가능하다.	*투명도가 좋다*필름 두께 조절이 용이하다. *필름두께를 더 얇게 할 수 있다. *블로우 필름보다 높은 권취 속도가 가능하다.

표2에서 보듯이 블로우 필름 압출은 설비 투자비가 적기 때문에 거의 모든 필름은 블로우 방식으로 제조되는데

최종제품의 물성은 사용되는 수지의 특성뿐 아니라 결빙선의 높이, 팽창비, 용융수지의 온도 등 가공조건에

의해서 영향은 받는다. 또한 필름에는 제품의 특성을 살리기 위해 산화방지제(Antioxidant), 블로킹방지제

(anti-blocking agent), 슬립제(slip agent), 등이 첨가되며 용도에 따라 광안정제(light stabilizer) 등을 첨가해

쓰기도 한다.

3.2 압출코팅

압출코팅은 다른 두 물질을 결합시켜 양자의 성질을 서로 보완하여 최적의 상태로 만들기 위한 성형방법으로

LDPE의 경우 피복성이 우수하고 피복 재료로서의 양호한 물성, 예를 들어 열봉합성, 내약품성, 내습성, 무미,

무취 등의 특성으로 인해 연포장, 종이피복 등에 사용되며 LLDPE의 시장침투가 없는 분야의 하나로 앞으로도

압출코팅 부분은 LDPE가 계속 사용될 것으로 전망된다. 압출코팅은 LDPE 가공방법중 가장 높은 성형온도가

필요한 성형방법으로 가공온도가 보통 300℃이상에서 생산한다. 압출코팅가공에서 가장 중요한 인자는

Neck-in과 피복속도로 Neck-in은 수지의 용융수지 분자량분포, 밀도, 분지 등에 영향을 받는데 분자량 분포가

좁고 용융수지와 밀도가 높은 수지일수록 Neck-in이 크다. Neck-in이 크게 되면 피복의 폭이 좁아지고

피복양단의 두께가 두꺼워지는 등의 좋지 않은 결과를 낳기 때문에 수지 선정시 고려해야 한다. 피복속도는

수지의 뽑힘성(Draw-down)을 나타내는 것으로 경제성을 갖기 위해서는 고속의 피복속도(coating speed)가

필요한데 피복속도는 Neck-in에 관계되어 neck-in이 클수록 피복 속도는 낮아진다.

3.3 사출성형

사출성형 용도로서의 LDPE는 생산성, 가격 및 가공성이 요구되는 제품에 사용되는데 유연성, 용이한 착색성

등으로 인해 쓰레기통, 주방용품, 장난감, 뚜껑, 인조잔디 등으로 사용되어 용융지수 2~60정도의 수지가 주로

사용된다. 사출용 LDPE수지가 갖추어야 할 특성으로 흐름성, 내환경응력균열성이(ESCR) 좋아야 하고

수축이나 뒤틀림이 적어야 한다.

3.4기타

앞에서 언급한 용도 이외에 LDPE는 중공성형, 전선피복, 발포제품, 파이프, 회전성형, 분말 코팅 등 여러

분야에 쓰이고 있는 중공성형의 대표적인 예로는 마요네즈나 케찹 용기 등의 플라스틱 스퀴즈 바틀

(squeeze bottle)이며 액체비누, 표백제, 부동액, 우유, 기타 음료나 화장품용기에도 강도에 내화학성이

우수하여 많이 사용된다.

LDPE계 발포제품에 대한 용도개발과 수요가 서서히 증가하고 있다. 주용도로는 완충포장재, 고층건물의

지붕바닥재 및 소음방지재, 스포츠레저용품 등으로 사용되고 있다. 요구되는 특성에 따라 가교와 무가교

발포제로 제조할 수 있으며 발포방법으로는 기체혼입법, 발포분해법, 화학반응법 등이 있다.

또한 LDPE는 우수한 전기절연성, 유연성으로 인해 옥내 외 각종 전선의 절연체로 사용되고 있다.


4.기술 개발 동향

........1. 환경문제 관련 기술개발 - PE와 전분을 배합하여 생분해성 봉지

........2. 고기능/고성능화 기술개발 - LDPE가 갖는 장점은 살리면서 단점을 개량 혹은 신기능을 부여하는

........기술로서 LDPE에 극성을 도입함.

........3. 제조공정 기술개발 - 신기상중합법(Exxon과 Mitsui에서 공동 개발한 "Single site"촉매를 이용한

...........제조법)

 

 

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

1968년에 Phillips Petroleum 사는 낮은 압력에는 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene

:LLDPE)을 개발하였다.

LLDPE고분자는 선형이지만, 부텐-1 또는 옥텐-1과 같은 단위체가 도입되어 많은 가지를 가지고 있다

1.중합법

중합법저밀도폴리에틸렌은 정제된 에틸렌을 고압, 고온에 중합시키기 때문에 측쇄가 많고 그 측쇄의 길이나

늘어선 모양도 일정하지 않다. 선상저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.92로 보통 저밀도에틸렌과 동일하지만

긴측쇄가 없고 공중합에 의해 짧은 측쇄가 있는 분자구조를 가진다. 선상저밀도폴리에틸렌의 제조법은

기상법과 액상법으로 크게 나뉘고 기상법을 저밀도 폴리에틸렌을 제조하는 고압법과 비교한다면 상당히 낮은

압력과 온도에서 중합할 수 있고 액상법은 보통 고밀도 폴리에틸렌을 제조하는 저압법과 같이 지글러(Zigeler)

촉매계에서 중합이 실시되고 중합조건은 온도 100℃, 압력수기압이다. 모든 경우 정제된 에틸렌에 소량의

α-올레핀 코모노머를 첨가하여 중합을 실시한다. 각 제조 회사별로 중합을 다음과 같이 나타낸다.

선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)는 슬러리 중합(Phillips), 용액중합(Dow chemical, DuPont of Canada, Mitsui)

유동층을 사용한 기상중합(union Carbide's Uipol and Himon't Spherilene process) 또는 교반층을 이용한

기산중합(Amoco)에 의해 제조된다. 최근 Mobil은 높은 강도를 가지는 헥산 공중합체 LLDPE를 제조하기

위해 Unipol 공정에 대합 새로운 촉매를 개발하였다

2.성질

선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 비교해서 분자크기의 불균일이

(분자량분포라고 부름) 작다.

일반적으로 사출성형용이나 필름 성형용으로 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)의 분자량 분포가

고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 분자구조와 유사하며 가열할 때 용융점성도가 비교적 높다. 결정성은 보통

저밀도폴리에틸렌(LDPE)보다 좋기 때문에 강성이나 내스트레스크랙성도 좋고 인열저항이 크며 표면경도도

비교적 크므로 광택이 좋은 성형품을 얻을 수 있다.

투명성은 분자량이 커지면 저하하는 경향이 있어 성형성도 나빠지므로 비교적 분자량이 적고 투명성이 좋은

성형재료가 사용되고 있다.

선상저밀도 폴리에틸렌은 인열강도에 있어 보통 저밀도폴리에틸렌과 비교하면 약 2배 되며 필름원료로서

좋은 재료가 된다. [그림1]은 필름의 두께와 인열강도의 관계를 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE라고 부름)과

보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE라고 부름)으로 비교한 일례이다.

그림 1

보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 비교해서 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 인장강도, 인장신도율, 강성 등이

양호하므로 당연히 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)의 필름은 얇게 해고 좋다.

사출 성형품으로서 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 강성, 저온충격강도, 내스트레스크랙성에 있어 보통

저밀도 폴리에틸렌보다 우수하며 내열성에 있어서도 보통 저밀도 폴리에틸렌보다도 약14℃높다.

내스트레스크랙성이 좋아 식물성유지 비누액 핸드 크린너, 화장품크림 등의 용기덮개에도 검토되고 있다.

기타 회전성형, 압출성형, 블로우성형 등의 성형과 함께 효과를 발휘하고 있다.

선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 보통 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 비교해서 분자량 분포가 좁아 긴 측쇄가

없고 짧은 측쇄만이 있으며, 짧은 측쇄는 넒은 분포를 가지고 있지만, 측쇄의 분지정도는 분자간에 불균일이

있으므로 분자구조는 보통 저밀도 폴리에틸렌에 비해 결정성이 좋기 때문에 융점이 높아 그 용융온도범위가

좋다.

이것은 가소성을 요구하며 한편으로는 상반되는 성질의 내열성에도 대응하는 성질을 가지고 있다. 그 일례로

밀도 0.926으로 보통 저밀도 폴리에틸렌의 결정화도가 45~50%일 경우 피크융점을 73℃(226℉)로 했을 때

동일한 밀도의 선상저밀도폴리에틸렌이 50~55%의결정화도 14℃(45℉) 만큼 높은 피크 융점을 갖게 된다.

[그림2]는 수지밀도에 대한 수지의 융점 관계를 보통 저밀도폴리에틸렌과 선상저밀도폴리에틸렌에 대해

비교한 일례이다.

그림 2

선상저밀도폴리에틸렌을 성형할 때 문제시되는 사항은 다음과 같다.

1) 용융 압출 점도가 높기 때문에 압출기의 능력을 크게 할 필요가 있다.

2) 일반냉각의 경우 성형품의 투명성이 저하된다.

3) 용융장력이 낮기 때문에 인플레이션 성형, 파이프 성형시 불안정이나 주조시 네크인(neck in)이 발생하기 쉽다.

 

[도표1]저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)의 주요물성

재료종류	비중	비 커 드 연 화 점	취화 온도	융점	멜트플로 우레이트	인장강도 (항복점)	파강 점신도	아이조드 충격강도	표면 경도	주요특성	주요용도
선 상 저 밀 도 폴 리 에 티 렌	g/cc	℃	℃	℃	g/10min	Kgf/㎠	%	Kgf-㎝/㎝	-
	0.920	93	-	122	4	110	820	-	D50	내충격성	각종캠 공장부품
	0.910	75	-	118	14	70	240	-	D44	투명성 우연성	매트가드 실용기덮개
	0.940	113	-	128	25	200	90	-	D63	강 성	바구니, 절임통, 가방바닥
	0.920	99	-	122	1	110	1050	-	D50	ESCR 내충격성	방식테이프 강관피복
	0.920	96	-	122	2	110	930	-	D50	ESCR 내충격성	방식테이프 강관피복
	0.935	114	-	126	4	180	500	-	D50	ESCR 내충격성	대형탱크, 컨테이너, 정화조

3. 용도

3.1 필름용

필름용은 LDPE만이 사용 중이었으나 고강도의 장점을 갖는 LLDPE가 출현함에 따라 LLDPE가 계속적으로

시장 침투 중에 있다. 필름용은 일반 포장용(General Purpose) 농업용(Agricultural) 및 중포장용(Heavy Duty)

으로 세분한다. 일반 포장용은 쇼핑백, 의류포장용 폴리백(Poly-bag), 펠렛(Pellet) 포장용,수축필름용 등이고

농업용은 온상용, 텐넬용, 보온못자리 및 멀칭 필름 등이며 중포장용은 비료 수지 소금 및 세제 포대용 등이다.

필름용 LLPE와 LLDPE의 요구특성은 최종제품 물성면에서는 우수한 기계적물성, 광학성,열봉합성 등이

필요하고, 가공성 측면에서는 우수한 버블 안장성, 낮은 압출부하 등이 요구된다.

LLDPE의 경우 LDPE와는 다르게 용융지수(MI)가 낮은 제품의 광학성이 우수하다. 그 이유는 LDPE와

LLDPE의 광학성이 우수하다. 그 이유는 LDPE와 LLDPE의 광학성(반투명의 정도)을 발생시키는 반응식

(Mechanism)의 차이로서 LDPE필름은 총 불투명도(Total Haze)[외부의 불투명도(Internal Haze)+ 내부의

불투명도(External Haze)]중 LDPE의 용융 탄성(Melt elasticity)에 의해 좌우되는 내부의 불투명도

(External Haze)가 중요한 요소가 된다. 즉 필름표면의 거칠기에 의한 빛의 산란이 필름내면의 결정에 의한

빛의 산란보다는 훨씬 크므로 용융지수(MI)가 높을수록 용융탄성(Melt Elasticity)가 작아져서 광학성이

향상된다. LLDPE는 LDPE와의 유변학적 특성 및 결정구조의 차이에 의해 내부의 불투명도(Internal haze)가

중요한 요소가 된다. 따라서 용융지수(MI)가 낮을수록 LLDPE의 분자량이 커져서 사슬 이동성(Chain Mobility)

가 줄어들어 작은 구조의 결정성을 갖게 되므로 광학성이 향상된다. LLDPE는 LDPE에 비해 우수한 물성을

나타내는 반면 광학성은 LDPE가 상대적으로 우수하다.

또한 공업용 필름에서 중요한 물성인 열봉합성 측면에서도 LLDPE가 LDPE에 비해 용융점이 높으므로 열봉합

온도는 높지만 열봉합 강도는 우수한 특성을 나타낸다.

가공성 면에서는 전술한 바와 같이 LLDPE의 전단특성 및 연신 특성이 LDPE와 판이하게 다르므로 LLDPE는

LDPE에 비해 압출부하가 높고 버블 안정성이 떨어진다. 따라서 정상적인 LLDPE의 필름가공을 위해서는

기존 LDPE의 압출기에 스크류 및 다이 구조를 LLDPE에 적합하도록 변경하는 것이 필요하다.


4. 기술개발동향

LLDPE의 가장 큰 수요처인 농업용 필름시장도 농업시장과 함께 범용제품으로 승부를 건다는 것은 경쟁력이

떨어진다는 지적이 나오고 있다. 해마다 농지면적이 줄어들고 농산물수입은 매년 증가하고 있는 추세여서

국내농업은 위축될 수밖에 없는 상황이다.

가공기업을 통해 수출되는 필름도 범용제품은 동남아의 저가공세로 힘겨운 경쟁은 해야 하는 상황에서

특수작물 재배를 위한 특수필름 수출에 주력하는 있는 상황이다.

 

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

1.HDPE 수급현황

1980년대 중반 이후의 호황을 배경으로 세계석유화학 산업은 1980년대 이후 향후1990년대의 수요증가에

대비하기 위한 신증설투자를 활발히 추진했다. 신증설투자는 특히 아시아, 태평양, 중동 등 개도권 지역에서

석유화학제품의 자급도 향상 및 수출확대를 대규모로 추진되고 있으며 미국, 서구 등 선진국들에서도 신중한

설비 확대를 도모했다.

그러나 이러한 대규모의 신증설투자로 인해 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 경우를 보면 1990년 이후에는 공급

과잉으로 인한 가동률 저하 및 가격 하락 현상을 초래하였으며 향후에도 신등설 투자 완료 되어감에 따라

지역에 따라서는 심각한 공급과잉 현상이 발생할 것으로 보인다. 특히 우리나라가 속해있는 동아시아 지역은

설비확장이 세계에서 가장 활발히 이루어지고 있고, 대부분의 국가가 비산유국이라는 점에서 향후 이 지역에서

는 석유화학제품이 공급과잉과 함께 원료의 구입난이 심각해질 것으로 보인다. 우리나라 석유화학산업은

1980년대 후반에 전례 없는 호황에 힘입어 연평균 15%의 높은 수요신장을 보였으나 향후의 수요증가율은 계속

감소 추세로 돌아서고 있다.

HDPE는 기타의 폴리에틸렌 제품과 마찬가지로 주로 일반적인 용도의 범용 플라스틱 제품에 사용되어 향후 큰

수요 증가를 기대할 수 없기 때문이다.


2.HDPE의 물리적 성질

2.1 기본인자

a) 분자량

HDPE는 매운 큰 분자량을 가진다는 측면에서 파리핀 왁스(paraffin wax)와 구분된다. 파라핀 왁스의 분자량은

수백에서 수천이지만 HDPE의 분자량은 수천에서 수백만까지 분포한다. 따라서 HDPE의 분자량은 평균분자량의

개념으로 이해되며 평균을 취하는 방법에 따라 수평균분자량(Mn), 중량평균분자량(Mw), Z-평균분자량(Mz)

등으로 나누어진다.

HDPE의 분자량이 커지면 충격강도, 인열강도, 내환경응력균열성, 신율 등 물리적 성질은 향상되지만, 반면

용융 점도는 증가하여 가공성은 차차 저하된다. 어떤 임계 분자량이 상에서는 물성의 분자량 의존성은 거의

없어지며 따라서 분자량을 높여도 물성은 그다지 향상되지 않고 다만 가공성만 저하되는데 물성과 가공성의

측면에서 적당한 분자량을 지니는HDPE의 선택이 중요하다.

b) 밀도

HDPE의 밀도는 0.941~0.965이다. HDPE의 밀도는 특유의 선형으로 인해 결정도와 직접적으로 관계되기

때문에 HDPE의 밀도와 관련된 물성은 일차적으로 결정도에 의해 좌우된다. 직선 모양의 HDPE에 공중합된

α-Olefine의 짧은 사슬 가지(Short Chain Branch:SCB)는 결정도를 감소시켜 HDPE의 밀도를 낮춘다.(그림)

기본물성 실용물성 용융지수 밀도영향 분자량 분포 증가 성형가공 ▲ - ▲ 충격강도 ▼ ▼ - 인장강도 ▼ - - 신장률 ▼ ▼ ▼ ESCR성 ▼ ▼ ▲ 표면경도 ▲ ▲ ▼ 내마모성 ▼ ▲ - 열봉합성 - ▼ -

또한 가공시 결정되는 결정화도의 온도범위 역시 HDPE의 밀도에 영향을 미친다. 이것은 결정화 메커니즘에 대한

온도의 영향이다.

2.2 기계적 성질

a) 인장강도(Tensile Strength)

HDPE의 항복점 응력(yield stress)은 통상 밀도에 비례하며 파단 강도(break strength)는 중량평균분자량에

관계가 있다. 중량평균분자량에 비례하여 신율과 파단강도가 증가한다. HDPE의 인장강도는 다분산지수(MWD),

짧은사슬가지(SCB), 긴사슬가지(LCB)와는 별로 관계가 없다.

b) 연신율(Elongation) 및 충격강도(Impact Strength)

HDPE의 밀도가 커지면 연신율과 충격강도는 감소한다. 따라서 짧은사슬가지를 도입하여 충격강도를 높일 수

있는데 SCB의 함량이 많을수록, 길이가 길수록 충격강도는 커진다.(그림2)

그림 2

c) 경도(Hardness), 내마모성(Abrasiveness)

HDPE의 표면경도는 결정화도(밀도)가 커질수록 증가한다. 내마모성은 밀도에 영향을 받지만 중량평균분자량에

주로 의존하는데, 밀도가 클수록, 중량평균분자량(Mw)이 클수록 내마모성은 증가하며 중량평균분자량(Mw)이

3,000,000정도 되면 철(steel)이 가진 정도의 내마모성을 지닌다.

d) 내환경응력균열성(Environmental Stress Cracking Resistance:ESCR)

HDPE의 밀도가 증가하면 내환경응력균열성은 낮아지며, 분자량이 클수록 내환경응력균열성이 높아지다.(그림a)

따라서 짧은사슬가지(SCB)를 도입하여 내환경응력균열성을 높일수록 짧은사슬가지(SCB)의 길이가 길고, 함량

(SCB/100 carbon)이 많을수록 내환경응력균열성은 증가한다. (그림b)일반적으로 다분산지수(MWD)가 클수록

내환경응력균열성은 증가하여 이때 고분자량 부분의 역할이 매우 크다. 또한 말단 이중결합을 제거함으로써

내환경응력균열성과 충격강도를 높일 수 있다.
e) 뒤틀림 현상(Warpage)

평평하고 단면적인 큰 제품의 사출 성형시 높은 사출압 또는 불균일한 냉각에 의한 잔류응력(locked-in stress)

때문에 뒤틀림 현상이 발생하는데, HDPE의 밀도가 낮고 중량평균분자량(Mw)가 작은 경우에 뒤틀림은 적어진다.

 

 

2.3 열적성질 a) 융점(Melting point) 폴리에틸렌(PE)는 70℃이상이면 결정구조가 무너지기 시작하여 무정형 상태가 증가하며 100% 무정형 상태가 되었을 때를 융점이라 한다. 통상 HDPE의 융점은 132℃~138℃이며 융해열은 55~66cal/g이고 공중합된 가지 (branch)에 의해 융점은 감소한다.(그림) 또한 HDPE의 융점은 분자량에도 관계하는데 분자량이 106에서 4x104으로 감소함에 따라 융점은 137℃에서 125℃로 낮아진다. b) 유리전이전도(Glass Transition Temperature Tg) 일반적으로 유리전도 부근에서 무정형고분자의 강성(stiffness), 비용적(specific volume), 열용량(heat capacity), 열팽창 계수(thermal expansion)등은 급격히 변하는데 이러한 유리전이 특성은 온도에 따른 무정형부분의 자유부피(free volume)와 관련되는 현상이다. 반결정성 고분자인 HDPE에서의 유리전이 현상은 결정 라멜라 사이에 존재하는 무정형 영역의 열적 거동으로 인해 발생한다. 유리전이 현상은 고분자 제품의 열변형 온도나 냉각에 따른 취약성 등을 결정하는데, HDPE의 냉각속도가 작을수록, 사슬가지(chain branch)가 많을수록 유리전이온도(Tg)는 저하되고 분자량이 클수록, 분자간 가교결합(cross-linking)이 많을수록 유리전이온도(Tg)는 증가하며 이는 무정형 부분의 자유부피를 결정 짓는 말단 사슬의 숫자와 그 활동성과 관련한다. c) 열전도성(Thermal Conductivity) HDPE의 열전도는 격자구조내에서 원자의 복합적인 진동에 의해 일어난다. 이러한 이유로 인해 결정도가 높은 HDPE의 열전도성은 LDPE나 폴리프로필렌(PP)등 결정도가 낮은 다른 polyolefine에 비해 매우 높다. HDPE의 열전도도는 밀도에 강하게 비례하고, 온도가 증가함에 따라 감소하며 압력이 증가함에 따라 커진다. HDPE 성형시 성형품 내부에 발생하는 온도구배는 밀도구배을 초래하게 되는데, 이는 성형품의 강도나 왜곡현상과 관련된다. 특히 두꺼운 HDPE 성형품을 제조할 때 HDPE의 열전도성에 대한 고려는 매우 중요하다. d) 열분해(Thermal Decomposition) 진공 중 HDPE의 열분해는 280℃정도에서 시작되고, 활성화에너지는60~70kcal/mol 이다. 분해생성물은 비닐(vinyl) 화합물 ethylene, propylene, ethane, propane이외 butene 등 주종을 이룬다. 고온에 오래 방치하면 가교(cross-linking)가 일어나는데 180℃에서 30hr정도 방치하면 약 50%가 가교 한다. 2.4 전기적 성질 HDPE는 전형적인 극성 고분자로서 전기장(electric field)속에서 이온 분극이나 쌍극자 분극이 없고 전자분극이나 원자분극만 존재한다. 이러한 뛰어난 절연성 때문에 HDPE는 전선(wire) & 케이블(cable)용 절연 소재로 널리 사용되고 있다. 2.4 광학적 성질 HDPE의 광학적 성질은 불투명도(haze), 광택성(gloss), 투명도(transparency) 등으로 특성화되며 이러한 성질들은 내부결정상태, 가공조건 등에 의해 좌우된다. HDPE 필름의 표면이 평활하지 못하면 불투명도(haze)가 증가하고, 내부에 공간(void)이 많거나 결정도가 크면 결정들(spherulites) 사이 경계면에서의 빛의 분산, 굴절로 인해 투명성이 저하되는데, 이는 일반적으로 HDPE가 LDPE보다 불투명한 이유이다. 2.5 내약품성 HDPE는 구조적으로 결정도가 높고 3차수소(tertiary H)의 수가 매우 적기 때문에 다른 polyolefin에 비해 산화에 대한 안정성이 뛰어나다. 또한 응력이 가해지지 않은 상태에서 60℃까지는 보통의 유기용제나 산, 알칼리 등에 대하여 극히 안정하므로 각종 화학약품의 용기로 사용될 수 있다. Xylene 용액 속에서는 온도가 상승하면 팽윤(swelling)을 일으키며, CS2를 포함하고 있는 용액에 대해서는 취약하여 40℃이상에서 분해된다. 3.용도 HDPE는 고압법에 의한 LDPE와는 달리 중·저압으로 1956년에 Phillips사에 의해 최초로 상업화된 이후, 고분자 물성에 1차적으로 영향을 미치는 용융지수(MI), 밀도(density), 다분산지수(MWD)등을 촉매 및 공정개발을 거쳐 임의로 조절함으로써 소비자의 요구를 충족 시켜왔다. EXXON사에서 개발된 EXXPOL 공정은 좁은 다분산지수(MWD)를 갖는 고분자를 생산 가능케 했으며, Mitsui/Himont에서는 단일 반응기 내의 중합조건을 조절함으로써 밀도가 0.88~0.96g/㎤ 범위 즉, ULDPE(ultra low density polyethylene)에서 HDPE까지 생산 가능한 공정을 개발 완료했다. 특히 BASF사에서는 연료탱크, 가교용 파이프 및 대형용기 등의 원료인 HMWPE를 개발 시판하고 있다. 또한 반응기 사이의 blending을 통해 분자량 분포가 30이상인 HDPE도 생산되고 있다. 우리나라는HDPE의 용도별 수요를 보면 모노필라멘트(mono-filament), 얀(yarn)등 연신 성형물이 가장 많고 다음으로 필름가공, 중공성형, 사출성형 등의 순서이다. *국내 용도별 HDP 구분 필름 사출성형 연신 성형 (M/F Yarn) 중공성형 파이프 HMW/XL-PE 기 타 계 수량(MT) 122,808 101,136 143,276 144,276 86,738 15,000 18,060 620,000 구성비(%) 20.4 16.8 23.8 23.8 14.4 2.5 3.0 100 4.기술개발동향 공정/촉매 개발을 통한 제품의 다변화 이외에도 생산된 제품의 성능향상을 귀한 기술 개발 지속되고 있다. -차단성 HDPE -기체투과성(gas barrier)의 다층필름 -가교계를 이용한 온수,온돌용 파이프 -무공해 필름 및 광분해 수지 -통신 사업의 개방에 따른 foam-skin 수지 개발     출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

폴리스티렌은 1930년경 독일에서 먼저 공업화되고 이어서 1937년경부터 미국에서도 공업생산이 개시되었지만

본격적인 발전을 본 것은 제2차 세계대전 후, 즉 1964년 이후이다.

한편 일본에서는 독일, 미국에 비해 20년이상 뒤늦은 1957년에 겨우 수입 모노머에 의한 폴리스티렌의 일산화가

시작되었다. 또한 2년 후인 1959년에 스티렌 모노머의 생산이 개시되고 그후 1960년에는 폴리스티렌 발포제,

이어서 그 이듬해에는 AS수지의 생산이 잇따라 개시되었다. 현재는 이들 스티렌계 수지는 그 생산량도 대단히

많고 대표적인 열가소성 수지의 하나이다. 또한 폴리스티렌은 별명 스티롤 수지라고도 불려지고 있다.

1. 제법

1.1 모노머의 제법

스티렌 모너머의 원료는 벤젠과 에틸렌이다. 벤젠은 종래 일본에서는 주로 석탄에서 만들어졌는데 석유화학공업

의 발전에 의해서 현재는 석유로부터의 것이 총생산량의 거의 90%를 점하고 있다. 한편 에틸렌은 더 말할 것도

없이 석유화학공업의 가장 중요한 중간 제품의 하나이며 일본에서는 1958년부터 생산되게 되었다. 이 원료

벤젠과 에틸렌에서 스티렌 모노머를 만드는 데는 우선 무수염화알미늄을 촉매로 하여 벤젠에 에틸렌가스를

불어넣어 에틸벤젠을 만든다. 다음에 이것을 Fe2O2, Cr2O3, CaO, K2O등의 혼합 촉매로 사용하여 600℃ 정도

에서 탈수소 처리를 하면 특유의 자극성 방향을 갖는 스티렌 모노머를 얻을 수 있다.

또한 에틸벤젠은 아래와 같이 염화 알미늄을 촉매로 하는 액상법 이외에 불소계 촉매 등을 사용하는 기상합성법에

의해서도 얻어지며 또한 합성에 의하지 않고 에틸벤젠 그 자체를 나프타의 개질에 의해서 얻어지는 개질유 속의

C8유분(혼합 Xylene)에서 분리하는 방법이 있으며, 이러한 여러 방법은 어느 것이나 공업적으로 실시되고 있다.

*모노머의 성질은 밀도 : 0.9019, 굴절률 : 1.5439, 비점 : 145.2℃, 응고점 : -30.6℃, 인화점 : 31℃등의 성질을

가지고 있다.

1.2 중합법

스티렌 모노머는 열, 빛, 촉매에 의해서 쉽사리 중합하여 무색투명의 수지가 된다. 시판 스틸렌 모노머에는 보통

10∼20ppm정도의 파라-터셜부틸카테콜 등의 중합금지제가 첨가되어 있는데 또한 냉암소에 보존하는 등 그 저장,

수송에는 충분한 주의가 필요하다. 중합반응에는 라디칼 개시제로서 주로 유기과산화물이 사용되고 있다.

중합방법에는 다른 비닐화합물처럼

①모노머에 가용성의 촉매를 첨가하여 그대로 가열중합시키는 괴상중합법,

②모노머를 적당한 불활성 용제 중에 용해하고 용제가용의 촉매를 첨가하여 용액중에서 중합하는 용액중합법,

③수용성 촉매 및 유화제를 섞은 물 속에 모노머를 유화시킨 상태에서 중합시키는 유화중합법,

④적당한 현탁 안정제를 사용하여 모노머를 물 속에 현탁 분산시켜 모노머 가용성 촉매로 중합시키는 현탁

중합법 등이 있다.

이들 중합에는 어느 것이 좋은가는 한마디로 단정할 수 없다. 예컨대 괴상중합은 중합열의 제거가 곤란하기

때문에 중합반응의 제어가 힘들고 또한 점조한 중합물의 수송, 생성 폴리머의 뒤처리등에 난점이 있지만

투명성이 가장 좋은 제품이 얻어진다.

또한 유화중합은 중합열의 제거, 이를테면 반응속도의 조절이 용이하며 더욱이나 중합속도가 크고 또한

고중합도의 폴리머가 얻어지는데, 그 반면에 사용한 유화제의 완전제거가 곤란하며 그 때문에 투명성을 해치는

결점이 있다. 현탁중합법은 이들 양자의 특징을 합쳐서 갖는 중간적 성격의 것이다. 현재 이들 중에서

현탁중합법과 연속 괴상중합법이 널리 채용되고 있다.


2. 종류와 성질

폴리스티렌은 무색투명하며 선명한 착색이 자유로우며 비중도 폴리프로필렌, 폴리에틸렌에 이어서 작다.

또한 뛰어난 전기적 성질을 갖고 특히 그 고주파특성은 폴리4불화에틸렌, 폴리페닐렌옥사이드에 버금 가는

것이다. 또한 빛 안정성도 방사선에 대한 저항력은 모든 플라스틱 중에서 가장 강하다.

정유 또는 케톤, 에스테르, 방향족 탄화수소등의 유기용제에 대해서는 연화 혹은 용해하지만 산, 알칼리, 염류,

광유, 유기산, 저급알코올 등에 대해서는 뛰어난 저항성을 갖고 있다. 폴리스티렌은 용해 때의 열안정성 및

유동성이 양호하기 때문에 성형가공성에 뛰어나다. 특히 사출성형에 적합하고, 성형수축이 작은 성형품의

치수안정성도 좋고 또한 싼 값이다. 이러한 특징이 폴리스티렌이 크게 신장한 주요 원인일 것이다.

폴리스티렌은 이상과 같이 많이 뛰어난 특징을 갖고 있는데 한편, 연화온도가 비교적 낮고 또한 굳지만 약하다는

큰 결점이 있다. 따라서 폴리스티렌의 연구도 이 내열성과 내충격성의 향상을 중심으로 행해지며 현재는 이러한

결점도 상당히 개선되었다. 스티렌계 수지에는 대단히 많은 종류가 있으며 각 소재 중에서도 여러 가지 그레이드물

이 준비되어 있기 때문에 이것들 중에서 특정한 용도에 최적은 재료를 선택할 수가 있다. 수지 선정에 있어서는

각 수지의 물성 및 성형성을 잘 알아두는 것이 중요하다.

2.1 폴리스티렌

2.1.1 일반용(GP) 폴리스티렌

스티렌의 단독중합체로서 이에 관해서는 이미 지금까지 기술한 대로인데 다시 그 중에 좁은 의미의 일반용, 좋은

유동성, 내열용 등의 품종이 있다. 또한 일반용 폴리스티렌은 General Purpose의 머릿 글자를 취하여 GP

폴리스티렌이라고 약칭한다. 좁은 의미의 일반용 폴리스티렌은 폴리스티렌의 가장 기본적인 타입의 것이며 더

설명이 필요없다.

좋은 유동성의 폴리스티렌은 좁은 의미의 일반용 수지의 유동성을 분자량 내지는 그 분포의 조절에 의해서

개량한 것으로서 좁은 의미의 일반용에 비해서 인장강도, 열변형 온도 등은 약간 낮지만 용해 때의 흐름이

좋아서 고능률로 얇은 성형품을 만드는데 적합하다. 내열용 폴리스티렌은 고중합도의 폴리스티렌 또는 무수말레산

(5mol%)과의 공중합체로서 열변형 온도, 인장강도는 일반용보다 약간 높지만 유동성을 약간 나빠진다.

그러나 내열성은 반드시 충분한 것은 아니다.

 

2.1.2 내충격성(HI)폴리스티렌

내충격성 폴리스티렌은 High Impact(고충격)의 머릿 글자를 취해서 통상 HI폴리스티렌이라고 약칭한다.

이 HI폴리스티렌은 폴리스티렌의 커다란 결점의 하나인 취약성을 개선하기 위해서 고무를 배합한 품종으로서

충격강도는 고무함량이 늘수록 커지는데 기타의 성질, 예컨대 인장강도, 내열성, 내광성, 성형성, 표면광택 등은

점점 저하한다. 또한 고무를 배합함으로써 폴리스티렌의 특징의 하나인 투명성도 잃게 되고 유백색 불투명이다.

현재 시판되고 있는 이 품종의 고무 함량은 보통 5∼20%이다.

폴리스티렌에 고무를 배합하는 데는 ①고무와 폴리스티렌, 이를테면 폴리머까지 기계적으로 Blend 하느냐, 또는

양자를 라텍스 상으로 혼합하는 방법, ②스티렌모노머에 고무를 용해하여 중합시키는 방법의 두가지가 있다.

미리 고무를 용해한 스티렌 모노머를 중합시키면, 고무에 폴리스티렌의 측쇄가 달린 이른바 Graft 폴리머가 되기

때문에 고무와 폴리스티렌의 상용성이 증가하여 내충격성은 매우 양호해진다. 따라서 현재로서는 이 그래프트

중합법이 널리 채용되고 있다.

HI 폴리스티렌의 합성고무를 배합함으로써 내충격성은 개선되는데, 그 반면 앞에서 기술했듯이 그밖의 여러

물성이 저하를 초래한다. 그래서 내충격성을 향상시킴과 동시에 내열성 혹은 강성의 저하를 어떻게 하면 적게

하느냐 하는 점에 대해서 개량 연구가 계속되고 있으며 현재로서는 이러한 내충격성과 강성 혹은 내열성과의

균형이 뛰어난 재료가 준비되어 있다. 이들의 내충격성 폴리스티렌은 저온에 있어서의 내충격성이나 내고온

클립성이 현저히 향상되고 전기 냉장고의 내상자나 도어라이너, 아이스크림 컵등의 1회용 용기 혹은 대형 TV,

캐미넷 등 HI 폴리스티렌의 용도를 크게 전진시켰다.

또한 최근, 가시광선을 산란시키지 않을 정도로 고무입자를 미분산 시킴으로써 투명한 내충격성 폴리스티렌이

제조되기에 이르렀다. 또한 유백색의 내충격성 폴리스티렌의 광택은 ABS수지보다도 뒤지지만 이것도 상당히

개량된 것이 개발되어 왔다.

2.1.3. 내광성 폴리스티렌

폴리스티렌은 내광성에 뒤지고 형광등이나 직사일광의 아래에서는 점차로 열화하고 황색으로 변색한다.

따라서 GP 폴리스티렌은 조명기구나 옥외에서의 사용에는 적합하지 않다. 이 결점을 개선하기 위해서 자외선

흡수제, 항산화제를 배합하여 광안정성을 부여한 것이 내광성 폴리스티렌이다. 이 내광성 폴리스티렌은 약간

메타크릴 수지에 가까운 내광성을 가지고 형광등 커버, 광천정 등의 실내조명기구 또는 조명간판 등의 용도에

대량으로 사용되고 있다.

2.1.4 유리섬유강화 폴리스티렌

폴리스티렌 및 AS수지에 각각 20∼40%의 유리섬유를 배합하면 인장강도, 내충격성, 내크립성, 탄성률 등의

기계적 성질을 현저히 향상하고 아연이나 알루미늄의 다이캐스트에 필적하는 치수안정성을 갖는 성형재료로

된다. 유리섬유강화 가소성 수지 중에서도 AS수지를 사용하는 경우가 많고 라디오의 틀 방적용 보빈(bobbin)등에

사용되고 있다.

2.1.5 2축 연신 폴리스티렌 필름

일반적으로 플라스틱 필름은 연신 처리를 함으로써 투명성, 광택, 인장강도, 내충격성, 내열성, 내한성 등의 여러

특질이 현저히 개선된다.

폴리스티렌 필름은 연신 없이는 대단히 취약하고 강도적으로 도저히 사용할 수 없지만, 여기에 종횡 양방향으로

몇 배 정도의 연신 처리를 가함으로써 뛰어난 투명도, 표면광택을 갖는 강인하고 튼튼한 필름으로 만들 수 있다.

2축 연신 폴리스티렌은 앞에 기술한 투명성, 광택, 강성과 그밖에 내열, 내한성, 가공성, 인쇄성도 좋고, 또한 위생

적으로도 무해하다는 등 포장재료로서 뛰어난 특징을 갖고 있다. 이 때문에 최근 각종 식품의 간이 용기를

중심으로 포장분야에서 많이 사용되고 있다.

또한 2축연신 폴리스티렌 필름의 용도에 합성지가 있다. 즉 이 연신 필름을 기재로서 이에 적당한 방법,

예컨대 백색안료의 표면 코팅 또는 필름 자체에의 혼입, 혹은 약품, 또는 기계적 방법에 의한 표면처리 등을

실시함으로써 종이로서의 성질을 준 것이다. 이 합성수지의 최대 특징은 그 뛰어난 내수성에 있으며 또한

인쇄성도 대단히 좋다.

2.1.6 발포성 폴리스티렌

발포성 폴리스티렌은 폴리스티렌에 발포제로서 에컨대 프로판, 부탄, 펜탄 등을 배합한 것이며, 비지상의

성형재료로서 시판되고 있다. 이 발포성 폴리스티렌은 그대로 또는 미리 발포한 것을 적당한 금형에 넣어서

가열하는 것만으로 20∼70배로 팽창하여 가볍고 튼튼한 발포체 성형품을 얻을 수 있다. 또한 압출기에 걸어서

시트상으로 한 것은 스티렌페이퍼라고 하며 아름다운 진주광택을 갖고 있다.

위에 기술한 방법 이외에 폴리스티렌과 발포체를 직접 압출기속에서 혼련 용융하여 한꺼번에 판상 또는 관상의

발포체를 만들 수가 있다. 이 방법으로 만들어진 판상 발포체 중에는 난연처리를 한 품종도 시판되고 있고

건재로서 사용되고 있다.

이들 폴리스티렌 발포체는 독립기포로 이루어지기 때문에 열·음향에 대한 차단작용이 매우 뛰어나며 우수한 단열재

또는 흡음재로서 냉동공업 또는 건축재료에 널리 응용되고 있다. 그밖에 포장재, 부양재 등 그 용도는 다방면에

걸쳐 있다.

이상의 고배율 발포체에 대해서 저발포체도 있다. 폴리스티렌에 소량의 발포체를 첨가한 것을 충전량이 부족한

조건에서 사출성형을 하면 성형품 표면에 나무결 모양을 나타내고 질감, 중량감, 강도 모두가 목재에 대단히

흡사한 성형품을 얻을 수 있다. 또한 발포성 폴리스티렌의 압출성형 혹은 p폴리스티렌의 압출성형 때에 발포제를

압입하는 등의 수단에 의해서 표면은 물론, 내부까지 나무결 모양의 저발포 압출 성형품을 만드는 특수 기술도

개발되어 있다. 이들 저발포체는 이 나무결 모양의 장식효과를 살려서 조명기구의 틀, 룸쿨러, TV, 스테레오등

약전관계의 하우징류, 쟁반, 접시등 식기류, 기타 가구, 건재등의 분야에서 수요가 있으며 목재분야를 노리는

유력한 재료이다.

2.1.7 스티렌계 열가소성 탄성체(엘라스토머)

스티렌계 열가소성 탄성체(엘라스토머)는 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌의 ABA형 블록 공중합체이며

음이온 중합법에 의해 제조된다. 이것은 폴리부타디엔상에 폴리스티렌이 입자상으로 분산한 구조의 것이다.

ABA블록 폴리머의 양 말단 폴리스티렌이 별개의 입자에도 들어가기 때문에 마치 고무를 ABA 블록 쇄로 다리를

놓은 것이 되며 고무탄성을 나타내게 된다. 그러나 폴리스티렌의 연화점 이상으로 가열하면 이 효과가 없어지며

통상의 열가소성 수지와 동등하게 되므로 쉽사리 사출성형이 되고 갖가지 제품을 만들 수가 있다. 플라스틱

성형품으로서는 폴리스티렌 성분이 60∼90%정도의 것이며 반대로 폴리스티렌상에 폴리부타디엔이 입자상으로

분산되고 있다. 내충격성 GP 폴리스티렌보다도 뛰어나지만 HI 폴리스티렌 정도는 아니다. 그러나 이 재료는

투명이며 실용상 충분히 강인하기 때문에 식품포장 용기나 의료기구, 완구등에 이용된다.

2.2 AS수지

이미 HI 폴리스티렌의 항에서 기술한 것처럼, 폴리스티렌에 합성 고무를 배합함으로써, 이 수지 약점의 하나인

취약성은 개선할 수 있었다. 그러면서도 그와는 반대로 폴리스티렌 특징의 하나인 투명성을 희생하고 또한 강도,

내열성의 저하 등 적지 않은 댓가를 지불하지 않으면 안되었다. 이와 같은 결함을 제거하기 위해서 여러 가지

공중합체가 연구되었다. 그 대표적인 것이 AS수지이다.

AS수지는 스티렌과 아크릴로 니트릴과의 공중합체이며 이 AS수지는 폴리에틸렌의 특징인 투명성을 해치는

일없이 그 기계적 강도가 현저하게 개선되어 있으며 특히 그 인장강도, 탄성률은 열가소성 재료 중에서 최고의

부류에 속하는 것이다. 또한 내열성, 내후성, 내유성, 내약품성이 개선되고 있다. 그 반면 유동성이 약간 저하하기

때문에 성형성이 약간 뒤진다. 아크릴로 니트릴의 함유율이 증가함에 따라 내유성이나 내화학 약품성은

향상되지만 성형성이 매우 나빠진다. 따라서 현재 시판되고 있는 공중합체의 아크릴로 니트릴 함량은 비교적

낮고 대략 20∼30%이다. 이 공중합체는 약간 흡습성이기 때문에 성형전에 반드시 예비 건조할 필요가 있다.

또한 이 AS수지에도 폴리스티렌의 경우와 같이 일반용과 그밖에 고유동성, 내열성, 유리섬유 혹은 합성고무

강화 등, 각종 그레이드물이 준비되어 있기 때문에 용도에 따라서 수지를 선정할 일이 요긴하다.

*스티렌계 수지

종 류	성 분
일반용 폴리스티렌(GP 폴리스티렌)	스티렌의 단독중합체
대충격성 플라스티렌 발포제(HI-PS)	폴리스티렌과 SBR고무의 폴리머 블렌드 또는 그래프트 공중합체
폴리스티렌 발포제	폴리스티렌과 화학발포제
AS수지	스티렌(S)과 아크릴로니트릴(AN)의공중합체
ABS수지	아크릴로니크릴(A)-부타디엔(B)-스티렌(S)수지
ACS수지	아크릴로니트릴(A)-염소화폴리에틸렌(C)-스티렌(S)수지
AES수지	아크릴로니트릴(A)-에틸렌프로필렌고무(E)-스티렌(S)수지

 

3. 성형가공

스티렌계 수지는 일반적으로 가공 적응성이 좋고 사출성형, 압출성형, 진공성형등의 여러 가지 성형법이 적용된다.

그 중에서도 가장 적합한 성형 가공법은 사출성형 법이며 성형품의 대부분은 이 방법에 의해서 만들어지고 있다.

폴리스티렌은 95℃ 부근에서 연화하고 120∼180℃ 에서는 점성액체, 250℃이상에서는 낮은 점도의 액체로 되고

320∼330℃ 이상에서부터 분해한다. 이와 같이 스티렌계 수지는 다른 열가소성 수지에 비해서 용융온도 범위가

넓기 때문에 취급하기 쉬운 재료이다. 게다가 용융 때의 점도가 낮기 때문에 매우 흐리기 쉽고 얇은 성형품을

용이하게 만들 수가 있다. 또한 비열이 작기 때문에 금형 안에서의 냉각고화가 빠르고, 생산가공성을 높일 수가

있다. 게다가 성형수축률(0.4∼0.7%)이 작고 치수정도가 뛰어나다. 사출성형의 일반적인 조건은 실린더온도

200∼250℃, 사출압력 700∼1300kg/㎠, 금형온도 50∼80℃이다.

또한 T다이를 사용하여 압출성형할 수도 있고 폴리스티렌의 2축연신 필름이나 내충격성 수지의 시트등이

만들어지고 있다. 압출성형 조건의 한 예를 들면 실린더 온도 180∼200℃, 다이온도 중앙 200℃, 양단 220℃,

크롬롤온도 80∼95℃이다. 또한 이것들은 용이하게 진공 성형할 수가 있다. 내충격성 수지 시트의 120∼140℃에

있어서의 인장강도, 연신은 모두 크고 진공성형이 되기 쉬운 소재이다. 또한 압공 성형법이나 사출취입성형법도

잘 이루어진다. 스티렌계 수지의 발포제품은 저발포 사출성형이나 압출발포성형과 그밖에 발포제 첨가

스티렌비스를 형에 채우고 오토클레이브속에서의 증기가열에 의하여 발포 성형하는 방법등으로 만들어진다.

3-1 성형품의 아닐링

스티렌계 수지 뿐 만 아니라 일반적으로 플라스틱의 성형품, 특히 사출성형품에는 항상 약간의 내부응력이 남아

있기 때문에 성형품의 균열이 일어나기 쉽고 또한 여러 물성저하의 원인이 된다. 예컨대 열변형 온도는 다음

표에 나타내듯이 시험편의 성형법에 따라서 매우 다른 값을 나타낸다. 그러나 이들 시험편을 아닐링하면 성형법의

여하에 관계없이 거의 일정한 값을 나타내게 된다. 이것은 아닐링에 의해서 각 시험편의 내부응력이 제거되었기

때문이라고 생각된다.

이상과 같이 내부응력의 잔류정도 성형법에 따라서 매우 다르지만 같은 성형법에서도 성형기술의 익숙함과

서투름에 따라 크게 좌우된다. 내부응력이 적은 제품을 만드는 것이 선결문제인데 완전한 것은 우선될 수 없다.

따라서 이 잔류응력을 취하기 위하여 성형품의 아닐링이 필요하다. 성형품이 다시 접착, 도장, 또는 기계가공에

의하여 완성되는 경우에는 이 아닐링이 절대로 필요하다. 아닐링의 방법은 간단하며 온수 또는 가열로 속에서

성형품을 그 실용 내열온도보다도 몇 도 낮은 온도로 적당한 시간 가열한 다음 서서히 냉각시키면 된다.

가열시간은 성형품의 두께, 잔류응력의 정도, 요구되는 응력 제거량에 따라 다르므로 각각의 경우에 대해서

결정하지 않으면 안된다.

표. 열변형 온도의 성형법에 따른 상이점

성형법	열변형온도, 18.5kg/㎠(℃)
	HIPS	AS	ABS
사 출 성 형	71	82	79
압 출 성 형	75	91	82
압 축 성 형	79	93	86
아닐링 이후	87~90	100∼103	98∼101

4. 용도

스티렌계 수지 성형품은 각종의 일용품, 주방용품, 완구, 라디오, VTR, 유산균 음료 용기등, 이미 우리들의

가정에서 낯익은 것들이다. GP 및 HI 폴리스티렌의 용도는 TV, 냉장고, 테이프 레코더, VTR, 에어컨디션 등의

전기공업용과 HI시트, OPS, 유산균 음료용기, 사출성형등에 의한 포장용기로 대별되고 그 비율은 대체로

3대2이다. 그 밖에 주방용품, 용기, 경량컵, 뚜껑 등의 잡화용으로서 사용되고 있다.

폴리스티렌 발포체의 용도는 건축재와 포장재로서 그 비율은 약 2대5이다. 즉 평판은 냉동창고나 선박 또는

일반 건물의 벽·지붕 등의 단열재로서 사용되고 형물 및 필름·시트는 생선상자, 과일수확 컨테이너, 정밀기기의

포장 완충재, 트레이나 인스턴트 식품의 포장재에 사용되고 있다.

AS수지는 선풍기의 날개, 적산전력계 커버, 텔레비전의 프론트글래스 등의 전기기구 부문을 중심으로 배터리

케이스, 미터커버 등 자동차 관계, 만년필이나 볼펜의 축, 칫솔의 자루대등의 문방구, 잡화 부문 등, 이미 확립된

용도에 사용되고 있다.

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

폴리프로필렌은 그 제조기술에서 보더라도 또한 성능에서 보더라도 폴리에틸렌과 밀접한 관계에 있다.

고분자량, 결정성, 고융점의 폴리프로필렌(아이소택틱 폴리프로필렌)의 발명은 1954년, 이탈리아의 Natta에 의해

이루어졌다.

그 전년에 독일의 Ziegler가 알루미늄과 티타늄의 복합촉매로 저압에서 고밀도의 폴리에틸렌을 중합할 수 있다는

것을 발견했는데 Natta는 Ziegler촉매를 약간 고친 촉매를 이용하여 폴리프로필렌의 중합에 성공하였다.

폴리프로필렌의 공업화는 1957년 이탈리아의 Montecatini사에 의하여 일찍이 개시되고 세계의 유력한 화학메이커

가 앞을 다투어 기술을 도입하였다. 또한 Ziegler-Natta촉매에 제 3성분을 첨가한 독자적 촉매계에서의 공업화는

미국에서 이루어지고 일본에서도 Montecatini사로부터의 기술도입으로 1962년에 비로소 일산화가 이루어졌다.

1. 제법

원료의 폴리프로필렌은 에틸렌과 마찬가지로 석유(나프타)의 분해에 의해서 얻을 수 있다. 이 프로필렌을 저압법

폴리에틸렌의 경우와 비슷한 방법으로 용액속에서 Ziegler-Natta촉매와 접촉시켜 상온∼80℃, 3∼10㎏/㎠에서

중합하면 입체 규칙성의 폴리프로필렌(아이소택틱 폴리프로필렌)을 얻을 수 있다.

폴리머 속에는 입체 규칙성을 갖지 않는 연화점이 낮은 아택틱 폴리프로필렌도 약간 포함되어 있기 때문에 이것을

비등 펜턴을 사용하여 추출 분리하고, 입체규칙성 폴리머 함량(Tacticity)을 90∼95%정도로 한 것이 성형재료로서

시판되고 있다.

중합법에는 위에 기술한 Ziegler-Natta촉매를 사용하는 방법 이외에도 갖가지 방법이 실시되고 있는데 모두가

입체규칙성 폴리머를 얻는 것을 특징으로 하고 있다. 또한 에틸렌, 기타의 올레핀 종류나 비닐 모노머를 공중합

시킨다든지, 다른 폴리머를 블렌드한 재료가 시판되고 있다.

2. 성질

폴리프로필렌은 각종 성질이 폴리에틸렌과 매우 비슷하지만 비중은 더욱 작아서(0.9∼0.92) 모든 플라스틱중에서

최소의 부류에 속한다. 점화하면 폴리에틸렌처럼 불타지만 특이한 냄새를 내기 때문에 폴리에틸렌과 간단히

구별할 수가 있다.

폴리프로필렌의 주된 특색을 간단히 기술하면 다음과 같다. 예컨대 고밀도 폴리에틸렌과 비교하면 연화온도가

현저하게 높고, (순수한 아이소택틱 폴리프로필렌에서는 융점 176℃), 인장강도, 굽힘강도, 강성등도 크지만

충격강도는 매우 뒤진다.

적당한 조건 하에서 연신을 가하면 인장강도, 강성, 충격강도 등은 더욱 향상되고 내굽힘피로성도 현저히

개량된다. 또한 폴리에틸렌보다 성형품의 투명성, 표면광택은 양호하며, 성형수축률이 작기 때문에 외관 및

치수정도란 점에서 안성맞춤이다. 폴리프로필렌이 저온에서의 내충격성은 폴리에틸렌보다 뒤지는 것이

결점이지만 최근에는 폴리프로필렌의 저온취약성을 개량하기 위해서 에틸렌과 기타 올레핀계의 모노머를

블렌드한 품종이 성형재료로서 시판되게 되었다.

폴리프로필렌의 기계적 성질은 여러 가지 충전재의 배합에 의해서 상당히 개변할 수가 있다. 충전재료로서는

석면, 실리카 운모, 유리섬유 등이 잘 이용되지만 이것들을 적당량씩 첨가함으로써 굽힘탄성률이나 경도등을

광범위하게 바꿀 수가 있고 또한 열팽창률을 많은 열경화성 수지와 같은 정도까지 낮출 수도 있다. 전기적 성질

중에서 유전율이나 역률은 폴리에틸렌과 거의 같으며 내전압, 내아크성은 약간 뛰어나고 고주파 절연재료로서

우수한 성능을 갖고 있다.

폴리프로필렌의 내약품성은 고밀도 폴리에틸렌과 동등 내지 약간 우세한 정도인데 스트레스 크래킹에 대한

저항성이 폴리에틸렌 보다 각별히 뛰어난 것이 특징이다. 폴리프로필렌은 폴리에틸렌과 같이 방향족 탄화수소나

염화탄화수소에는 80℃이상에서 용해하고 상온에서는 겨우 팽윤하는 정도이다. 그러므로 접착가공이나 확실한

인쇄는 곤란하며 폴리에틸렌의 경우와 같은 표면처리를 할 필요가 있다.

폴리프로필렌 분자의 주쇄에는 메틸기를 부가한 제3급 탄소원자가 무수하게 포함되어 있다. 이 제3급

탄소원자에 부가되어 있는 수소원자는 산소나 오존의 공격을 받기 쉬우므로 폴리프로필렌은 폴리에틸렌보다도

산화에 대한 저항성은 상당히 작다. 게다가 폴리프로필렌은 가공온도가 높기 때문에 산화방지의 문제는 특히

중요하다.

산화방지제로서는 알킬페놀과 유기황화합물, 혹은 아민 화합물과 조합해서 사용하면 상승효과가 있다는 것이

알려져 있다. 또한 자외선 열화에 대하여서는 폴리에틸렌의 경우와 같고 카본블랙이나 유기의 자외선

흡수제의 배합이 효과적이다.

폴리프로필렌의 투명성은 폴리에틸렌 보다도 매우 뛰어나다. 이것은 뛰어난 기계적 강도나 내열성과 더불어

필름등의 포장재료로서 사용하는데 특히 인기있는 성질이지만 더욱 투명도를 증가시키기 위해서는 결정조핵제의

첨가가 유효하다. 조핵제라는 것은 폴리프로필렌의 결정핵으로 되는 것이며 이것을 적당량 배합하면 용융

폴리머가 냉각할 때에 극히 미세한 구정의 생성을 촉진하기 때문에 투명도가 좋아지고 강인성이나 저온에서의

내충격성도 약간 향상되는 것이다. 조핵제로서 방향족 카르본산의 Na, Zn, Al등의 금속염이 유효하다고 알려져

있다.

표. 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 필름의 기체투과도의 비율

기체	폴리프로필렌	폴리에틸렌
		저밀도	고밀도
탄산가스	1.7	7	1
산소	2.4	7.1	1
수소	1.6	2	1
질소	1.5	7	1
메탄	1.3	8.9	1

폴리프로필렌 필름은 다음표에 나타내듯이 기체 투과율은 고밀도 폴리에틸렌 보다 약간 크기 때문에 화장품이나

식료품의 포장에 사용하는 경우는 냄새의 변화나 향로의 산일에 주의하지 않으면 안된다.

3. 성형가공

폴리프로필렌은 폴리에틸렌과 같이 대단히 성형성이 좋은 재료이며 보통 타입의 사출성형기나 압출기를

사용하여 각종 성형품, 봉, 파이프, 필름, 시트, 병, 모노필라멘트 등으로 가공할 수 있다. 성형 수축률은 고밀도

폴리에틸렌 보다 작고 또한 수축률의 방향성 정도도 작으므로 적당한 성형조건을 고르면 치수정도가 양호한,

잔류변형이 적은 성형품을 얻을 수가 있다.

폴리프로필렌을 연신하면 내굽힘피로성이 현저히 향상되지만 이 성질을 잘 이용하여 갖가지 용기의 덮개와

본체를 연결하는 일체성형 Hinge(경첩)을 사출성형을 하고 완전히 냉각하기 전에 뽑아내어 곧바로 Hinge부분을

굽혀서 연신효과를 부여하면 이 부분의 내굽힘피로성이 향상되고 디자인과 성형조건이 적정하다면 0℃에서

300만번 이상의 개폐에 견딜 수 있는 것을 얻을 수 있다고 한다. 단 금형의 설계에 있어서 게이트 위치에

주의하고 성형재료가 Hinge부분을 직각으로 횡단해서 흐르게끔 성형할 일이 중요하다.

또한 폴리프로필렌의 연신효과를 이용하여 투명도 및 충격에 강한 중공(속이빈)제품을 얻는 연신 취입성형이라

불리는 성형기술은 성형된 패르손을 다시 가열하고 적당한 온도에서 연신함과 동시에 취입성형을 하는 방법으로

통기성도 보통의 취입성형품 보다 작은 것이 특색이다.

폴리프로필렌의 필름 및 라미네이트는 T다이법에 의한 경우는 폴리프로필렌용의 설비를 그대로 사용하여

제조할 수가 있다. 통상의 공냉 방식을 채용하고 있는 인플레이션법에서는 필름의 냉각속도가 늦기 때문에

취약하고 투명도가 나쁜 필름밖에 얻을 수 없다. 그러나 최근에는 수냉쟈켓을 이용한다든지 물을 직접 필름과

접촉시킨다든지 하는 급냉 방식이 개발되어 폴리프로필렌의 인플레이션 필름도 대량으로 생산되고 있다.

또한 폴리에틸렌, EVA, 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴 등과의 복합 필름도 T다이법 혹은 인플레이션법에 따른

복합압축에 의해서 제조되고 있다.

폴리프로필렌 필름은 강인하고 투명성이 좋은 것이 특징이지만 이것을 다시 가열하면서 새로워 가로로 잡아

늘리고 2축연신을 가하면 강도나 여러 물성이 각별하게 향상된다. 2축연신 방법으로서는 우선 세로 뱡향으로

연신한 다음 텐터그립으로 양쪽 끝을 잡아쥐고 가로 뱡향으로도 연신하는 방식과 튜브상의 필름에 가압공기를

불어넣어 종횡의 양방향을 동시에 연신하는 방식 등이 있다.

다음 표는 T다이법에 의한 롤캐스트 필름과 이것을 다시 2축연신을 가한 필름의 성능을 나타낸 것이다.

1축연신 필름은 세로 방향으로 찢기기 쉽기 때문에 약간 가로방향으로 신장하면서 기계적인 자극을 부여하면

불연속적인 균열을 무수히 넣을 수가 있다. 이 조작을 피브릴화라고 부르는데 이에 따라 섬유제품과 유사한

감촉을 갖는 테이프상의 제품을 얻을 수 있고, 다시 편직공정에 의해서 카펫트나 자루 주머니 등으로 가공하는

일도 있다.

폴리프로필렌의 시트도 폴리에틸렌과 같은 방법으로 제조할 수 있는데 이것은 가공성이 좋기 때문에 진공성형,

기타의 시트 가공용 소재로서 사용되고 있다.

표. 캐스트 및 2축연신 폴리프로필렌의 성질

성질		단위	캐스트 필름	2축 연신 필름
인장강도	세로	㎏/㎠	400	1,830
	가로	㎏/㎠	230	1,550
신 장	세로	%	425	80
	가로	%	330	65
인열강도	세로	g/㎜	200	28
	가로	g/㎜	2,200	28
충격강도	20℃	㎏-㎝/㎜	100∼150	250∼350
	4℃	㎏-㎝/㎜	<10	180∼290
흐림(안개정도)		%	0.5~3.5	0.5~1.5
광택(45℃)			75~80	80
수증기 투과율 (100℉,90%RH)		g/100in2/ 24hr/mil	0.76	0.35
산소 투과율		cc/100in2 /24hr/mil/atm	245	150

 

4. 용도

폴리프로필렌 제품의 이용분야는 폴리에틸렌과 거의 같지만 그 특성을 살린 독특한 제품이 넓은 분야에 걸쳐서

개발되고 있다.

4.1사출성형품

폴리프로필렌의 사출성형품은 식기, 바께스(물통), 목욕용품 등의 가정용품이나 완구 등의 약전기기나 자동차부품

등의 공업용품에 그 성형성, 표면광택, 투명성 등이 환영 되고 해마다 수요가 신장하고 있다. 또한 일체성형

Hinge의 기능을 가진 각종 제품도 여러 가지 분야에서 널리 이용되고 있다. 특히 주목되고 있는 것은 맥주병

등의 수송용 상자, 농수산물의 수확 컨테이너등의 대형성형품의 분야이다. 이것은 앞에서 기술했듯이

폴리프로필렌의 약점으로 되어 있던 내한성, 내충격성을 개량한 그레이드가 개발되었기 때문이며 종래 이

분야에서 사용되었던 나무상자를 완전히 대신하게 된 것 같다. 폴리에틸렌이 이 분야에서의 유력한 경쟁 상대인데

강성, 표면광택, 내구성, 성형성 등에서 승리는 폴리프로필렌 쪽으로 가고 있다. 또한 스트레스 크래킹에 잘

견디는 것도 화학약품 등의 용기로 할 경우에는 폴리에틸렌보다도 유리하다.

폴리프로필렌은 종래 가장 도금이 힘든 플라스틱의 하나였는데 최근 밀착성이 좋은 도금을 할 수 있는 품종도

생산되게 되었다. 이것은 도금의 앞처리로서 중요한 크롬황산에 의한 에칭공정에 있어서 용출되는 충전재 혹은

폴리부타디엔 성분을 블렌드 또는 공중합한 것이라고 하며 이 용출에 의한 표면의 조면화가 금속층과 수지와의

밀착성 향상에 크게 이바지한 것이다. 폴리프로필렌의 도금제품은 ABS수지의 경우보다도 내열성이 뛰어나고

또한 값싸기 때문에 이 분야에 있어서의 소비량은 급격히 신장하고 있다.

4.2 필름시트

폴리프로필렌 필름은 강력하고 질기고, 또한 셀로판과 같은 정도의 투명성의 것을 쉽게 얻을 수 있기 때문에

포장용 필름으로서 대량으로 사용되고 있다. 특히 자동 포장기의 보급에 수반해서 질긴 필름이 요구되게 된 것도

폴리프로필렌 필름의 수요를 자극하는 요인으로 되어 있다. 또한 2축 연신 필름은 저온때의 충격성이 현저히

개선되었기 때문에 식품포장용의 투명 필름으로서 널리 이용되게 되었다. 또한 저온취약성이 개량된 그레이드의

개발에 수반하여 압출성형 시트의 열성형품이 각종냉동식품의 포장용기로서 급속히 그 시장을 확대해 가고 있다.

또한 폴리프로필렌 시트는 내약품성이 요구되는 분아에서의 라이닝 재료로서도 호평이다.

4.3 얀, 기타 압출성형품

폴리프로필렌의 1축연신 필름을 세로 가늘게 찢은 슬리트얀이나 또한 이에 무수한 균열을 낸 스플리트얀은

화물포장용 끈, 묶음 테이프, 수예재료등에서 호평이며 또한 유연성이나 권축성을 갖게 한 발포스플리트얀, 복합

필름으로 만든 얀, 충전재 배합얀 등도 실용화되고 있다. 특히 얀을 짜서 만든 크로스 주머니는 종래의 마대대신에

쌀, 보리등의 곡물이나 화학비료용의 주머니, 토목공사용의 모래주머니등에 대량으로 진출하고 있다. 또한 얀을

짠 제품은 실내장식용의 크로스, 카펫트, 커튼등에도 상당한 양이 사용되고 있다. 그 밖의 압출 성형품에도

폴리프로필렌의 특징을 살린 제품이 여러 가지가 있다. 예컨대 모노필라멘트나 어망이나 로프, 공업용 직포,

의료품 등에 이용되며 곤포용의 묶음 밴드는 종래의 종이테이프, 스틸밴드를 대신하여 시장을 점유해가고 있다.

또한 골판지의 단면이 되게 만들어진 콜게이트 시트는 내수성이 뛰어난 패킹케이스, 간이 건축물의 지붕재,

채광창 등의 재료로서 수요가 증가하고 있다.

4.4 취입성형품

취입성형의 분야에서는 폴리에틸렌에도 압도되고 있지만 물통, 보온병 등 내열성이 요구되는 제품은 호평이다.

취입성형의 직전에 패리손을 기계적으로 연신하는 연신 취입성형에 의하면, 재래법에 비교하여 투명성, 내충격성,

강성, 기체 차단성 등이 뛰어난 병을 얻을 수 있으며 식료품이나 의약관계에서의 수요가 기대되고 있다.

4.5 공업재료

폴리프로필렌의 다양한 기계적 강도는 나일론에 거의 필적하고 내약품성도 우수하기 때문에 공업용 부품으로서도

사용되고 특히 내산성이나 내알칼리성이 요구되는 화학장치의 부품이나 라이닝의 재료에 매우 적당하다.

4.6 섬 유

폴리프로필렌 섬유는 공업화 초기에는 촉감이나 통풍, 염색등에서 다른 합성섬유에 뒤진다고 해서 주로 여과포,

어망, 로프 등의 산업자재로서 이용되었는데 최근은 니들펀치 카펫트의 원료섬유로서, 인테리어관계에도 대량의

수요가 보인다. 또한 특수한 기법에 의한 이불 솜의 개발도 이루어지고 그 가벼운 성질, 보온성, 탄력성 그리고

값싼 것 등의 이점을 살려서 수요의 확대가 도모되고 있다.

한편 폴리프로필렌 섬유의 소수성을 교묘하게 살린 용도에 흡유성 매트가 있다. 이것은 수명상에 또는 기름성분만

을 선택적으로 흡수하는 성질이 있기 때문에 사고등에 의해서 수면 위에 유출된 원유나 공장배수 속의 기름성분을

회수하고 또한 확산방지용의 자재로서 여러 가지 형태로 가공된 섬유제품이 공해방지를 위해서 이용되고 있다.

5. 프로필렌 공중합체

프로필렌에 다른 올레핀류나 불포화 화합물을 공중합시키면 여러 가지 성상의 공중합체를 얻을 수 있고 이

분야에서의 연구결과도 많이 발표되고 있으나 여기에서는 공업적으로 중요한 제품을 간단히 소개해 둔다.

5.1 에틸렌-프로필렌고무

종래 에틸렌과 프로필렌의 공중합에 의해서 얻어진 고무를 EPR, 디엔계 모노머를 첨가해서 얻어지는

3원공중합체를 EPT라고 했는데 최근에는 ASTM의 기준에 따라서 전자는 EPM, 후자는 EPDM라고 부르게

되었다. 여기서는 양자를 합쳐서 에틸렌-프로필렌 고무라고 총칭하기로 한다.

그런데 에틸렌과 프로필렌의 혼합가스를 Ziegler촉매로 처리하면 버터상 내지 고무상의 균일 공중합체를 얻을

수 있다. 이중에서 에틸렌 함유량이 40∼70%의 것은 합성고무로서 사용할 수 있고 원료도 값싼 것이 장점이다.

이것은 분자구조적으로 불포화결합을 포함하지 않기 때문에 내노화성은 매우 현저하게 뛰어나지만 보통 고무와

같이 유황의 첨가는 할 수 없다. 유기 과산물에 의해서 가교구조로 하는 것은 가능하지만 점착성, 인열강도,

내마모성 등은 다른 합성고무에 비하여 뒤지며 또한 유황첨가에 익숙해진 고무 가공업자로부터는 외면당한다.

이 점을 개량하기 위해서 에틸렌-프로필렌계에 제 3성분으로서 디엔성분을 공중합시켜 분자 속에의 유황첨가에

이 용할 수 있는 불포화결합을 남긴 EPPM이 개발되었다. 공업적으로 이용되는 디엔류에는 1,4-헥사디엔,

시클로펜타 디엔, 5-에틸덴-2-노르보르넨 등이 있다.

EDPM은 어느 고무보다도 밀도가 작고(0.86∼0.89), 유황, 과산화물, 키노이드류에 따라서도 가황이 가능하며

내온존성, 내후성, 내열성, 내전압 내수증기성 등이 다른 모든 고무보다도 뛰어나다. 또한 다량의 신전유나

충전재를 배합할 수도 있으며 마스티 케이트의 효과가 없고 롤 가공성에 뒤지고 다이어 코드와의 접착성에

뒤지고 가황 속도가 늦다는 등의 이유로 카스켓, 호스 등의 공업용 부품이나 전선피복재 등에 이용되는

특수고무로서의 수요에 머물고 있다.

그러나 연질상에 EPDM(또는 부틸 고무)를, 경질상에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 이용한 열가소성 엘

라스토머는 값싸고 성형성이 뛰어난 고무탄성을 갖는 재료로서 자동차 부품, 전선피복재료, 스포츠용품, 가전제품

의 플러그등에 이용되고 있으며 그 수용량은 최근 급속히 증대하고 있다.

5.2 에틸렌-프로필렌블록 공중합체

앞에서 기술한 에틸렌-프로필렌 고무는 완전히 무정형의 균질중합체인데 anion계 배위 중합촉매를 사용하면

단독 폴리머의 결정성과 입체 규칙성을 그대로 이어 받은 구조의 블록공중합체를 얻을 수 있다. 이 공중합체는

강성, 내 충격성에 뛰어나기 때문에 보다 소량의 재료로서 양질의 제품을 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한 취약화

온도는 -40℃이하이며 열변형 온도도 90℃(4.6㎏/㎠)와 폴리올레핀 중에서는 최고의 부류에 속하며 성형

수축률은 저밀도 폴리에틸렌의 반정도이며 인장강도, 표면경도, 내마모성 등은 고밀도 폴리에틸렌을 웃도는

등의 특징이 있다. 또한 내스트레스 크래크성, 내굽힘 피로성은 폴리프로필렌보다 뛰어난 성능을 갖고 있어서

일체성형 Hinge를 갖는 성형품에 아주 적당한 재료라고 한다.

용도로서는 위에 기술한 것과 같은 특성을 살려서 냉동식품의 포장용기, 열소독을 요하는 식품용기, 스냅피로 조립

하는 용기, 공업용품, 완구등에 응용되고 있다. 또한 다른 폴리올레핀을 주성분으로 하는 것도 제조할 수 있으며,

그 성질은 통상의 공중합체와는 다른 특이한 성질을 갖고 있으므로 광범한 분야에서 새로운 응용분야를 개척하는

것으로 기대되고 있다.

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

ABS수지는 아크릴로 니트릴, 부타디엔 및 스티렌의 3성분으로 이루어져 있으며 내충격성 열가소성 수지의

총칭이며 이들 세 성분의 머릿 글자를 취하여 ABS수지 혹은 ABS tert-폴리머(3원공중합체)라고도 불리는 때가

있다.

그러나 여기에서 주의하지 않으면 안 되는 것은 ABS수지는 이들 세 성분의 단순한 공중합체는 단순한 공중합체는

아니고, 유리상 폴리머인 AS수지의 연속상에 BR, SBR, NBR등의 고무상 폴리머가 미세하게 분산한 2상불균일계

의 구조를 갖는 폴리머 블렌드라는 점이다.

이 수지 고무의 2상 구조는 HI폴리스티렌과 전적으로 동일한 것으로서 ABS수지는 이를테면 내충격성 AS수지

또는 합성고무 강화 AS수지라고 해야 할 것이다.

AS수지는 별항에 이미 기술하였듯이 스티렌에 아크릴로 니트릴을 공중합시킴으로써 폴리스티렌의 뛰어난 투과성,

가공성, 전기적 특성을 유지하면서 그 기계적 강도, 내열성, 내유성, 내후성 등을 개선한 것이다. 그러나 그

내충격성은 반드시 만족할 만한 것만은 아니었다.

한편 폴리스티렌의 취약성은 합성고무와의 블렌드 혹은 그래프트 중합체인 HI폴리스티렌에 의해서 일단 해결

되어 있었지만 더욱 이 경우에는 내열성, 강성의 부족이라는 결점이 있었다.

이상의 공중합 및 합성고무강화라는 2개의 수단을 조합함으로써 폴리스티렌의 결점 및 AS수지 혹은 HI폴리스티렌

에 남아 있는 약점을 한꺼번에 해결한 것이 ABS수지이다.

따라서 ABS수지는 그 제법 성장 모두가 HI폴리스티렌과 유사하다는 것은 오히려 당연할 것이다. 즉 최초의

ABS수지인 <KRALASTIC>가 U.S. Rubbet사의 Naugatuck Chem, Div.에 의해서 발표된 것은 1947년이었지만 이

<KRALASTIC>는 AS수지와 NBR와의 블렌드에 의한 것이었다.

한편 현재의 ABS수지는 그래프트 형이 그 주류라고 하는데, 이 그래프트형 ABS수지의 선구자가 된

<CYCOLAC>는 이보다 몇 년 뒤져서 1954년 Morbon Chem.사에 의해서 제조, 시판이 시작되었다.

이상과 같이 ABS수지는 미국에서는 아주 오랜 역사를 갖고 있는데 이 수지가 본격적으로 발전을 본 것은

그래프트형 ABS수지의 개발보다 다시 몇 년 뒤져서 1960년 이후이다. 한편 일본에서는 ABS수지의 생산이

시작된 것은 1963년인데 그 수요량은 해마다 급격히 증대하여 현재로서는 대표적인 내충격성 열가소성 수지의

자리를 차지하고 있다.

1. 제법

ABS수지의 기본적인 제조법은 블렌드법, 그래프트법 및 이 양자의 병용인 그래프트 블렌드 복합법 세가지로

대별된다.

1.1 블렌드법

HI폴리스티렌의 경우와 같이 AS수지와 NBR를 가열, mill을 사용, 기계적으로 혼합한다든가, 혹은 또 수지와

고무를 라텍스 상에서 혼합하는 방법도 있다.

이 블렌드형 ABS수지에 있어서는 사용하는 고무의 가교도가 수지와 고무와의 상용성에 크게 영향을 주어

가교도가 클수록 충격강도는 커진다. 이 때문에 NBR를 제조할 때 혹은 최초 혼련할 때에 소량의 가교제를

첨가하고 고무의 가교도를 높이는 등 연구가 이루어지고 있다.

또한 충격강도는 고무함량이 약 15%에 달하기까지는 고무의 양이 증가해도 거의 변화하지 않고 15%를 넘으면

급격하게 증대해 오는데 다른 성질과의 균형상, 고무함량은 20∼30%범위가 적당하다. 또한 보통 이 블렌드에

사용되는 고무의 부타디엔 함량은 약 65%인데 이보다도 부타디엔이 많은 고무를 사용하면 저온내충격성이

대단히 개선된다.

1.2 그래프트법

그래프트형 ABS수지는 예컨대 폴리부타디엔 라텍스의 공존하에 스티렌과 아크릴로 니트릴을 중합시킴으로써

만들어진다. 따라서 이 타입의 ABS수지는 폴리부타디엔, 스티렌과 아크릴로 니트릴이 그래프트한 폴리부타디엔

및 스티렌-아크릴로 니트릴 공중합체의 단순한 혼합물은 매우 약하고 연하다. 이들 두 가지 성분을 결합하여

ABS수지를 강인한 수지로 하는 것이 스티렌과 아크릴로 니트릴이 그래프트한 폴리부타디엔이다. 이 그래프트형

ABS수지의 주축이 되는 그래프트 고무로서 특히 중요한 성질은 고무에 그래프트한 아크릴로

니트릴-스티렌코폴리머와 간 고무와의 비율(그래프트율)이며 이 비율은 중합조건에 의해 결정된다.충격강도는

고무함량이 약 30%에 달하기까지 고무함량과 더불어 커지지만 동일 고무함량에서도 그래프트율에 따라

충격강도가 다르며 또한 고무의 입자지름에 따라 최적 그래프트율이 다르다는 것은 중요하며 또한 흥미 깊은

점이기도 하다. 그래프트형 ABS수지의 폴리부타디엔 함량은 대체로 10∼30%이다. 폴리부타디엔은

유리전이온도가 매우 낮기 때문에 그래프트형 ABS수지는 저온에서도 뛰어난 내충격성을 유지할 수가 있다.

그래프트법에는 유화 중합법이외에 HI폴리스티렌의 경우와 같이 고무를 아크릴로 니트릴, 스티렌의 두

모노머에 용해하여 괴상 또는 현탁상에서 중합하는 방법, 혹은 괴상이 어느 정도 예비 중합한 다음 물속에

현탁하여 중합을 진행하는 괴상현탁법등의 여러 방법이 있다.

1.3 그래프트 블렌드법

그래프트법으로 만든 ABS수지 라텍스와 이것과는 별도로 만든 AS수지 라텍스를 블렌드하는 방법이다.

통상의 그래프트 블렌드법에서는 비교적 작은 입자 지름의 고무 라텍스를 이용, 또한 고무함량을 70%정도까지

높인 계에서 그래프트 중합된다.

2. 종류와 성질

ABS수지는 그 제법, 사용하는 수지의 조성 및 분자량, 고무의 종류, 조성, 입자지름, 가교도, 그래프트율,

수지와 고무와의 비율 등을 바꿈으로써 혹은 제 4의 새로운 성분을 첨가함으로써, 그 성질을 대폭적으로 바꿀

수가 있다. 다시 말하면 ABS수지는 용도에 따라서 거기에 적합한 특성을 갖는 재료를 광범위하게 또한

자유롭게 만들어 낼 수 있다.

ABS수지에는 실로 많은 품종이 준비되어 있는데, 이들 개개의 품종에 대해서 설명할 수는 없기 때문에

다음의 ABS수지의 기본적인 성질에 대해서 극히 간단하게 설명한다. ABS수지의 특징은 제일 먼저 인장강도나

강성에 대한 저하 없이 뛰어난 내충격강도 특히 저온에서 비할데 없는 충격강도를 가지며 또한 열변형 온도가

높다는 것이다. 그밖에 전기적 성질, 내화학 약품성, 내유성이 뛰어나고 또한 가공적응성도 좋고 사출성형,

압출성형, 진공성형, 취입성형, 캘린더가공 등 모든 성형법이 적용될 수 있고 또한 치수안정성, 내크립성,

내스트레스크래킹성이 뛰어난 광택의 좋은 성형품을 얻을 수 있는 등, 수많은 뛰어난 성질을 합쳐서 갖고 있다.

또한 ABS수지는 모든 플라스틱 중에서 가장 도금하기 쉬운 재료라는 것도 커다란 특징의 하나이다.

ABS수지의 이상과 같은 뛰어난 특성은 말할 것도 없이 이 수지를 구성하는 세가지 성분의 특성, 즉 스티렌의

광택, 전기적 성질, 성형성, 아크릴로 니트릴의 내열성, 강성, 내유성, 내후성 및 부타디엔의 내충격성에서

유래하는 것이지만 ABS수지는 이들 세 성분의 단순한 혼합물이 아니라, 이들 세 성분이 교묘한 구조로 결합되어

비로소 저마다의 특성을 유감없이 발휘할 수 있다는 것도 잊어서는 안될 중요한 점이다.

ABS수지는 이상과 같이 성형재료로서 뛰어날 뿐만 아니라 다른 수지와의 상용성이 좋기 때문에 다른 수지의

개질 보강재로서 이용할 수가 있다. 그 중에서도 염화비닐 수지와의 블렌드는 특히 중요하며 ABS수지의 용도에서

커다란 분야의 하나이다. 염화비닐수지에 ABS수지는 5∼20%를 블렌드하면 뚜렷하게 충격강도가 향상되고 인장

강도, 경도는 그다지 변하지 않으며 열변형 온도는 오히려 상승하고 게다가 가공성도 개선된다 이와 같은 것은

보통의 가소제나 니트릴고무와의 블렌드에서는 불가능한 일이며, 그야말로 주목할만한 현상이다.

여기서 중요한 점은 블렌드에 사용한 ABS수지의 종류 및 사용하는 염화비닐수지의 분자량에 따라서 그 효과에

매우 차이가 나타난다는 것이다. 따라서 사용목적에 따라 그레이드를 선택할 일이 중요하다. 이 주의는 블렌드

용에 한하지 않고 다른 ABS수지에 대해서도 전적으로 마찬가지이다.

PVC강화용 ABS수지는 그래프트 성분으로서 범용 ABS수지와 같은 아크릴로 니트릴, 스티렌을 사용한 것도

물론 사용되고 있지만 이 밖에 메타크릴산 메틸 혹은 아크릴산 에스테르등에서 변성한 것도 많이 사용되고 있다.

또한 ABS수지는 PVC이외에 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 나일론등과의 블렌드도 하고 있다. ABS수지는 각종

기계적 강도, 가공성, 가격 등 모든 점에서 균형이 잡힌 뛰어난 수지이지만 결코 만능은 아니고 투명성,

내후성등에 약간의 문제가 있다. 앞에서 이야기 했듯이 ABS수지는 ABS수지의 연속상에 고무의 미립자가

분산된 2상 불균일계의 구조를 갖고 또한 그 구성 성분인 수지와 고무의 굴절률이 다르기 때문에 이 계면에서

빛의 굴절, 산란이 일어나며 그 결과 본질적으로 불투명이 된다. 따라서 이와 같은 블렌드 폴리머를 투명하게

하기 위해서는 수지와 고무의 굴절률을 어떤 범위내에 가까이 하든가 혹은 또 고무입자의 크기를 가시광선의

산란이 일어나지 않을 정도로 작게 하면 좋을 것이다.

ABS수지에서는 예컨대 SBR를 고무성분으로 하고 여기에 그래프트 및 수지성분으로서 스티렌,

메틸메타아크릴레이트를 조합 시킴으로써 양자의 굴절률을 상당한 정도까지 일치시킬 수가 있고 수지를

투명화할 수가 있다. 이와 같은 수단에 의해서 현재는 대체로 폴리카보네이트와 같은 정도의 투명성을 갖는

ABS수지가 투명등급으로써 시판되고 있다.

ABS수지의 제2의 커다란 결점은 내후성에 뒤진 점이다. 따라서 이 결점을 커버하기 위해서 예전에는 특정의

안료, 자외선 흡수제등의 첨가 혹은 도장, 금속도금등 갖가지의 개선책이 취해져 왔는데 모두가 본질적인

해결책은 아니었다. ABS수지에 뛰어난 내충격성을 부여하고 있는 것은 말할 것도 없이 부타디엔 성분이며,

이 성분이 또한 ABS수지의 우수한 도금 성능의 원인이라고 생각하지만 그 반면, 이 부타디엔 고무 속의 잔존

2중 결합이 ABS수지의 내후열화의 원인이라고 생각되고 있다. 그래서 이 부타디엔 고무를 2중 결합을 포함하지

않는 다른 Elastomer, 예컨대 아크릴산 에스테르계 합성고무(AAS수지), 염소화 폴리에틸렌 혹은

에틸렌-초산비닐 공중합체등으로 치환, ABS수지의 내후성을 개선한 AXS수지라고 총칭되는 일련의 내후·내충격

성 수지가 개발되어 옥외용 내충격성 재료로서 주목되고 있다.

3. 성형가공

ABS수지의 성형가공법은 그 주성분인 스티렌에서 이어받은 것으로서 매우 뛰어나다. 단지 폴리스티렌에 비하면

유동성이 약간 뒤지고 또한 약간의 흡습성이기 때문에 성형전의 예비건조가 필요한등, 약간의 차는 있지만

이러한 여러 점은 HI폴리스티렌 AS수지와 같다. 아무리 성형성이 뛰어나고 또한 내충격성, 강성, 내열성,

표면광택 등 뛰어난 성질을 함께 가진 ABS수지라 할지라도 성형조건이 적당하지 못하면 그 본래의 성질을

충분히 발휘할 수 있는 것은 아니다. 즉 성형기술의 교졸이 ABS수지의 제품의 성질에 매우 커다란 영향을

미치는 것은 폴리스티렌 등의 경우와 전적으로 마찬가지이다. ABS수지의 성형법은 다른 스티렌계의 수지와

같이 사출성형이 중심이며, 그밖에 압출성형, 진공성형, 취입성형, 발포성형 등이 중요한 성형법이지만 최근은

콜드포밍, 회전성형 등의 기술도 적용되고 있다.

4.용도

ABS수지의 용도는 크게 4가지분야로 나눌 수 있다

4.1 전기/전자분야

냉장고의 내사 에어컨 청소기 세탁기 음향기 캠코더 등의 가전제품 대부분을 차지하는 이 분야는 노무비의

증가와 품질 경쟁력의 약화로 어려운 입장에 있으나 중국특수 선진국의 완만한 경기 회복 및 국내가전제품의

대형화 보급률 증가로 꾸준한 상승세를 유지했다.

일반 ABS를 위시하여 고광택, 저광택, 무광택, ABS 및 ABS등이 요구되는 시장으로서, TV cabinet 이나 VTR

housing 등은 이미 HIPS를 사용하고 있고 일부용도(음향기기 등)는 HIPS의 공략으로 ABS시장이 잠식되고 있다.

4.2 OA 및 통신기기 분야

전화기, 팩스, 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 타이프 라이터, 플로피 디스크, 이동전화 및 노트북 PC등이 주된

사용처로서 일부 대량 모니터 housing을 제외하고는 주로 다품종 소량 생산 위주이며 사무자동 및 컴퓨터의

보급확대 이동 전화기의 급속한 보급에 힘입어 높은 수요증가가 되었다.

4.3. 자동차 분야

내열, 초내열, 도금, 무광택, ABS등이 계기판 콘솔박스 후사경 및 방열기(radiator)그릴 등 내외장 분야에 폭

넓게 가용 되고 있다. 연비 증가를 위한 차량경화를 위한 body panel에 수지채용(GM, AP-Van 및 Saturn) 및

공기저항 감소시키기 위해 중공 성형용 ABS로 제작한 AIR-SPOILER부착과 아울러 차량 보급 댓수의 급속한

증가 등 ABS수지의 증가용인이 크지만 근래 내열 및 복합PP와 EP등의 꾸준한 용도 확대로 일부 시장을

잠식당해 향후ABS수요증가는 차량 댓수 증가 만큼 크지 않았다.

4.4 잡화 및 건자재

문방구, 레저용품, 유아완구, 실내장식 및 화장품용기 등의 잡화분야는 완만한 성장했으면 일반용 고광택

무독성 ABS등이 요구된다고 할 수 있다. 현재 미국에 활발히 용도가 전개되고 있는 건축자재 분야는 파이프 및

Fitting류가 대부분으로서 국내에서는 거의 용도가 개발되어 있지 않다. 파이프 이외에도 조립식 주택의 부엌

가구 압출품과 각종용기 제작용 중공성형 기술 등 향후 높은 수요증가가 예상되는 분야라 할 수 있으며 고충격

및 내화학성 ABS제품이 요구되다.

그림 ABS기의 전개방향

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회

자외선 경화(U.V.CURING) 는 20여년전 까지만해도 도료를 건조시키기 위한 에너지로는 열에너지가 이용되어 왔다.합판이나 가구용 도료로서, 아미노 알키드 수지도료, 우레탄도료, 또는 저온, 고온 방식 의 소부용 에나멜등 도막형성을 위한 에너지원은 열이었다. 그러나 70년대초부터 이 열에너지의 대체 에너지가 도막의 건조에 이용되어 왔다. 즉, 방사선 에너지와 광에너지를 화학반응에 응용하는 것이 연구 되어 많은 산업분야에 서 유효하게 이용되어지게 되었다.도료분야의 구체적인 이용노력의 결실은 1986년 서독 BAYER사에서 광경화성 수지를 개발 발표하므로서 목공 도장업계에 큰 파문을 불러 일으키게 되었고, 1870년도에 목 공도장용 광경화수지의 시장개발을 개시하였다.우리나라에서는 1980년초부터 가구업계를 비롯, 인쇄잉크, 낚시대 업계등에서 시설을 투자, 실용화 되어왔다.   1. 자외선(U.V.)이란? 란트켄 사진의 X선도, 라디오 전파도 전부 전자파라 불리워지는 동종의 것으로 다만 파장만이 다를 뿐이라는 것은 잘 알려져있는 사실이다. 전자기의 분광도(ELECTRO MAGNETIC SPECTRUM)에 의한 전자파를 분류하면 다음과 같다. 감마(r)선 X선 광을 발산하는 전자파 영역 마이크로파 라디오파   ▶      가            시               광           선      ◀ 자외선 보라색   황색   주황색 적색 적 외 선 200nm 400nm 760nm ※ 실제 자외선 도료의 경화에 유효한 파장은 200-400nm이다.   2. 자외선 경화 원리  자외선 경화란 액상의 중합성 단량체(모노머)들이 자외선을 흡수하여, 화학적인 반응 을 이루어 건조되는 과정을 말한다.따라서 자외선 경화도료는 이러한 모노머들과 자외선을 흡수할 수 있는 광증감물질로 구성되어 있다.   3. 경화속도에 영향을 미치는 요인 ① 도료의 성분 고분자 화합물의 화학적인 성질, 감광제의 타입, 안료 및 체질 안료의 양(量)과 불투명 도 이러한 여러가지 구성물질에 따라서 경화속도가 달라진다. 특수한 건조 조건에 맞 는 도료의주문사용과 특수제품 규격에 맞게 설계된 제품 사용이 바람직하다. ② 도막두께 자외선 경화용 도료에 있어서는 도막의 두께가 가장 중요하다.도막두께와 건조 속도가 가장 효과적인 결과를 얻기 위해서는 도료 공급회사가 추천하는 정확한 허용범위로 고정해야 한다. ③ 흡수되는 자외선 에너지의 양 자외선 흡수밀도(면적 단위당 흡수되는 자외선 에너지의 양)에 따라 경화속도가 달라 진다.또한 표면에 흡수되는 에너지 밀도는 자외선 강도의 척도가 되며 보통 자외선 강도는 매초평방 피이트당 와트로 표시된다. ④ 방사되는 에너지 파장 경화속도는 표면에 직사되는 파장의 형태에 따라 억제될 뿐 아니라 또한 촉진될 수 있 다.따라서 램프(광원) 로부터 방사되는 자외선광의 분광성질은 화학반응을 일으킬 만한 파 장범위와 일치되어야 한다.   4. 자외선 광원 및 조사장치 ① 광원장치   자외선을 방출하는 광원장치에는 여러가지 방법이 있지만 가장 상업적으로 유용한 것으로서는 투명한 용기에 자외선을 대량 방출하기 쉽게 수은을 봉입하여 그속에서 방전을 일으키게 하는 방법이다. 잘알려진 바와같이 수은은 저온에서 액화가 되며 증기압도 높다. 따라서 자외선 방출 물지로서는 최적의 물질중의 하나이다.현재 자외선 조사장치로 시중에 판매되고 있는 것이 특수고압(또는 중합, 저합)수은 램프를 사용하며 출력을 보통 80W/㎝ (200W/inch)을 갖는 것이 보통이다. ② 조사장치   램프의 반사경(REGLECTOR)과 소지와의 거리는 자외선 조사장치 제조회사 에 따라 다소 차이는 있으나 보통 8-10㎝가 적합하다. 또한 반사경의 종류로서는 타원 형과 포물선 모양의 반사경 2종이 있다.타원형 반사경은 집광이 되고 단위면적당 에너지가 높기 때문에 특수 고압조사용으로  단시간에 경화된다.반면 포물선 반사경은 평행 광선으로 반사되기 때문에 입체 형태물이나파티칼 보드 (PARTICAL BOARD)의 휠라용으로 쓰인다. 따라서 자외선 조사장치는 설치시 램프의 효율, 램프의 냉각, 배기 안정성, 조작법등 충분한 고려를 한다음 구입하는 것이 바람 직하다.   5. 자외선 경화용 도료의 용도 ① 종이도장 ② 마루판 및 가구도장 ③ PVC 도장 ④ PVC FLOOR TILES ⑤ POLY STYRENE FILMS ⑥ 폴리우레탄(POLYURETHANE) ⑦ METAL BOX 의 도장   6.자외선 경화도료의 특징 ① 자외선 조사로서 아주 단시간(초단위)에 완전 경화된다. ② 도료는 1액형으로 사용 가능하기 때문에 가사시간의 걱정이 없고 취급이 간편하다. ③ 가열이 부적당한 소재의 도장에 적합하다. (예) 목재, 프라스틱, 종이등 ④ 무용제형 도료로서 거의 100% 도막성분이다. ⑤ 설비비가 비교적 싸고 좁은 공간에 설치 가능하다. ⑥ 높은중합도의 두터운 도막을 얻을 수 있다. ⑦ 공정단축, 생산성향상에 기여한다. ⑧ 공해방지, 성력화에 기여한다.   7.자외선 경화형 도료 저장시 주의사항 ① 이 도료는 광선의 자외선에 의하여 경화가 이루어지므로 광선을 피하여 선선한 장소 에 보관하시요.   (18℃ 이하의 냉암소 보관이 바람직하다.) ② 도료 저장기간이 보통 상온(5-25℃)에서 1개월이며 그 이상의 온도에서는 더짧아지 지기 때문에 창고에    저장된 도료는 반드시 선입선출로 사용하시요. ③ 바닥에는 파렛트를 깔고 1미터이상의 적재를 피하며 건물의 내벽에서 30센티 이상 떨어져서,품목별로    보관하시오. ④ 화기를 사용하는 주위에는 절대로 보관하지 마시오. ⑤ 작업시 손이나 눈에 도료가 닿지않게 특히 주의해야 하며 접촉시는 즉시 비눗물로 닦아 내시오. ⑥ 알레르기성 체질의 작업자는 되도록 작업을 피하는 것이 바람직하다.   8. 도료의 건조방법 도료는 반응형이든 비반응형이든 자연건조법인가 소부건조법인가에 따라서 경화건조 된다.소부에 의해서 건조되는 도료는 자연건조 에서는 건조가 되지 않으나 자연건조에서 건조되는 도료는 소부에 의한 건조가 된다.   ▶ 건조의 기본조건은 ① 도장실에서의 조건은 통풍, 환기를 일정하게 유지해야 한다. ② 특히 자연건조때 적당한 공기가 흐르도록 할 것. ③ 건조실의 온도, 습도를 적당히 유지시킬 것. ④ 재도장시는 매회 충분히 건조된후 재도장할 것. ⑤ 소부건조때는 일정한 시간을 셋팅(Setting)한후 소부하고 소부로부터 용제가 증발 하여 배출되도록 할 것.   ▶ 건조의 단계는 - 지촉건조(도막을 손끝으로 가볍게 눌러서 손에 묻지 않을 때) - 경화건조(도막을 손끝으로 강하게 눌러 비벼도 지문이나 흠집이 없을때) - 완전경화건조(손톱으로 도막이 긁히지 않을때)라고 하는 용어가 쓰인다. - 소부건조형 도료는 도막의 평활성(Leveling)을 좋게하고 핀홀현상을 방지하기 위하여 일정기간(5∼20분)을 - 방치(셋팅)한후 소부로에 넣는다.온도는 천천히 올리는 것이 좋으며 급격히 올리면 핀홀이 생긴다.   1. 장 점 1) 저온에서 경화가 가능하다. UV경화도료는 자외선 조사에 의해 경화되는것이므로 열을 직접 필요로하지않는다. 그러므로 열가소성 플라스틱,목재,종이 등의 고온가열이 곤란한 자재에도 가열 경화형 도료와 동등이상의 고품질의 도장이 가능하다. 2) 경화속도가 빠르다. UV경화도료의 경화시간은 초단위이기 때문에 거대한 가열건조로에서 고온,장시간을 필요로 하는 가열건조형 도료에비해 건조설비,생산성 문제에 있어 장점이있다. 3) 도료의 성능 및 경화특성이 우수하다. 경도가 높은도료,가소성이 풍부한 도료등 용도에 따라 최적성능을 지니며, 단위 시간에 경화 가능한 도료의 설계가 가능하다. 4) 고 고형분 도료이다. 원칙적으로 고형분이 100%의도료이기 때문에 용제휘발에 의한 환경 오염이 경감되며, 1회 도장에 후막도장이 가능하다. 5) 에너지가 절감된다. 통상의 가열건조로에 비교하여 에너지효율이 높고, 필요한시기,필요한부분에만 에너지의 투입이 가능하기 때문에 에너지 절감이 가능하다. 6) 운전관리가 간단하여 신뢰성이 높다. 스위치의 가동,중지에의해 바로 작업의 개시, 정지가 가능하므로 시간의 손실이 없고 큰숙련을 필요로 하지 않는다.   2. 단 점 1) 도료의 가격이 기존 도료에 비해 비싸다. 2) 자외선 조사 설비등이 구비되어야 한다. 3) 평면이 아닌 요철부분의 경화가 어렵다. 4) 다양한 색상의 도입이 어렵다.   顔料(pigment)란 물, 溶劑등에 녹지 않는 色이 있는 粉末이다. 물에 녹으며 色이 있는 粉末은 染料(dyestuff)이다. 顔料는 展色劑에 섞어서 도료, 인쇄잉크를 만들고 이것을 표면에 칠하여 물체를 着色시킨다. 또 프라스틱, 고무, 세루로이드 등을 着色시키기 위해서 안료를 사용한다.   ■ 顔料를 塗料의 着色材로 사용하는 이유는 다음과 같다. ① 도료를 着色할 뿐만 아니라 도막을 불투명하게 하여 下地를 은폐시킨다. ② 化學的으로 안정하여 色이 日光이나 大氣의 작용에 대하여 强하다. ③ 도료를 중복 도장할 경우 下塗膜의 色이 위의 도막의 油나 溶劑에 녹아 나오지 않는다.   ■ 顔料를 크게 分類하면 無機顔料와 有機顔料로 나눌 수 있다. 무기안료는 亞鉛, 티탄, 鉛, 鐵, 銅, 크롬 등의 化合物(산화물, 수산화물, 황산염, 크롬산염, 인산염 등)이며, 유기안료는 염료를 물에 녹지 않는 금속화합물의 형태로 만든 것(lake안료)과 물에 녹지 않는 염료 그대로의 것(色素안료, pigment dyestuff)이 대부분이다. 顔料의 性質을 보면 무기안료는 일반적으로 耐光性, 耐熱性이 크고 유기용제에 녹지 않지만 着色力이 떨어지고 色의 鮮明性이 유기안료에 비하여 나쁘다.   유기안료는 염료에서 만들어지므로 여러종류의 色彩와 아름답고 선명한 色相을 가지고 있으며 着色力도 크지만 일반적으로 내광성, 내열성이 나쁘며 내용제성이 좋지 않은 것이 많다. 그러나 최근에 개발된 색소안료 중에는 내광성, 내용제성이 좋은 것들이 많이 있고 가격도 비싸나 착색력도 크고 색상이 아름다워 많이 사용되고 있다.   또 무기안료중 體質顔料(filler, extender)라는 것이 있다. 이것은 공기 중에서는 白色粉末이지만 도료중에서는 無色透明에 가깝고 착색력이 없어서 도료의 착색에는 관계하지 않고 다른 안료와 섞어서 增量劑로 사용한다.   1. 도장의 목적 도장의 목적은 도장물을 보호아여 원하는 만큼의 수명을 유지시키며 미관이나 기능적인 표면 처리를 함으로써 피도물의 품질을 높이는데 있다.   2. 도장의 용도 ① 보호 미장 ② 오염 방지 ③ 방식 ④ 색상 ⑤ 전기 절연 ⑥ 내 화학성 ⑦ 방화, 방열 ⑧ 방음, 방청   3. 도장 방법 분류 ① 붓 도장 붓을 사용, 가장 오래 사용된 기본적인 방법, 비 능률적이고 도장면은 비평탄한 단점이 있다. 장점으로는 도료 손실이 매우 적으며, 작은 면적 도장에 효율적이다. ② Roller 도장 회전하는 원통에 도료를 잘 흡수하는 섬유를 고루 입히고 원통에는 별도의 손잡이를 부착시킨 도장 도구, 넓은 면적을 손쉽게 도장할 수 있으며, 간단하고 값싼 도구이다. ③ Air - Spray 도장 - 원리 : 분무의 원리와 같으며, 도료를 압축 공기의 힘으로 분사해서 도장한다. - 특징 : 모든 도료에 적용 가능하다.            비교적 가격이 저렴하고 취급이 간단하다.            깨끗하고 미려한 도막 외관을 얻을 수 있다.            도착 효율이 나쁘다. - 용도 : 보급율이 높고, 모든 도장 분야에 사용되고 있다.            특히 소형 피도물 도장에 적합하다.            부품, 자동차, 가구 도장 등. ④ Airless 도장 - 원리 : 도료에 고압을 가하여 작은 구멍으로 도료를 밀어내어 분사해서 도장 한다.            수도의 압력을 올리고 호스의 선 끝을 눌러서 샤워하는 원리와 같다. - 특징 : 작업 능률이 좋다.            고 점도의 도료도 도장이 가능하다.            도료의 손실이 적다. - 용도 : 대형 피도물의 도장에 적합하다. (선박, 다리, 건축물의 내/외면) - 자동차 하부 차체 도장 ⑤ 정전 도장법 - 원리 : 스프레이할 피도물을 양극(+)으로 도료의 분부 장치를 음극(-)으로, 여기에 고전압(-60㎸ - -120㎸)을             하전하고, 양극 간에 정전계를 만들고, 분무한 도료 입자를(-), 피도무을(+)로 o서, 도료를 흡착시키는             방법, 사철을 도료 분무 입자, 자석을 피도물로 생각하면 이해가 쉽다. - 특징 : 도료의 소실이 적다.             작업 능률이 좋고 연속 도장에 적합하다.             규격화된 제품의 도장에 적합. - 용도 : 복잡한 형태의 물품, 과잉 스프레이에 의해 도료 손실이 많은 곳.             자동차와 같은 양산 도장에 적합.. ⑦ 기타 도장 법 도장방법 원리　 특징　 용도　 비고 Dipping　 탱크에 도료를 넣고 피도물을 침적했다가 끌어 올린다. 한번에 전면 도장이 된다. 도료 손실이 거의 없다. 자동차 부품,파이프 등 도료 외관을 중시 여기지 않는 것에 적당. Shower 펌프를 도료를 빨아 올려서 노즐에서 도료를 뿜어내게 한다.　 한번에 전면 도장을 할 수 있다. 도료 손실이 극히 적다.　 자동차 부품, 조립식 주택 부품　 도료 외관을 중시 여기지 않는 것에 적당　 전착도장 도료 욕조 내에 피도물을 집어 넣어 직류 전기를 흐르게해서 도장한다.　 도료 손실 전무 한번에 전면 도장을 할 수 있다. Dipping보다 흐름 자국이 적고, 도막 두께조절이 가능　 금속 제품 일체,　 각종 부품 도장　   Curtain Flow Coat 도료를 커텐처럼 아래로 흘릴때 피도물을 이동시켜 도장한다.　 도료의 손실이 없다. 도장 능력이 높다.　 프린트 합판, 바닥제 강판　 　 Roll coater 롤 사이에 피도물을 통과시켜 도장한다.　 도료의 손실이 없다. 도장 능력이 높다.　 칼라강판, 프린트 합판, 바닥제　 　   결함내용 가스 첵킹 ( Gas Checking,Gas Carxing ) 현 상 도막이 건조될 때 연소 생성가스의 영향을 받아 도막 표면이 주름, 축문, 광택소실 현상을 일으킨다. (가열건조형 도료에만 발생됨) 원 인 ①연소가스 중의 NO2 SO2 등의 산성가스 성분이 도막 표면의 건조를 촉진하므로서 발생 ②피도물의 탈지 세정에 사용되는 트리크로로 에치렌이 피도물에 남아 있거나, 건조로에 스며들었을 때 ③건조로 중에 습기나 수분이 있어 건조시 도막 표면에 수증기로서 접촉 되었을 때 방 지 ①배기가 잘 되게 하고 불완전 연소가 없도록 할 것 ②분해가 쉬운 트리크로로에치렌 등을 건조로 부근에서 사용하지 말것 ③건조로를 가열하여 수분을 제거한 후 사용한다. 가스 첵킹은 에폭시계, 아미노알키드계 드에서 주로 발생하며 고비점용제, 첨가제 등으로 어느 정도 방지할 수 있다. 조 치   결함내용 검화(비누화) ( Saponification ) 현 상 오일, 알키드 페인트가 징크리치 프라이마 또는, 아연도강판에 접촉하여 도장하였을 때 부착 불량이 발생하는 현상 원 인 알키드나 오일 페인트의 수지 성분이 알칼리 상태에서 가수분해 됨으로써 발생됨 (시멘트, 콘크리트도 마찬가지) 방 지 아연도 강판위에는 워시 프라이마 도장후 도장 징크리치 프라이마 위에는 적합한 도료 추천 조 치   결함내용 광택저하 ( Sinking Clouding ) 현 상 외관상 가장 중요한 결함의 하나로 태양, 수분의 영향으로 수지가 분해되어 광택이 떨어지는 현상. 별항의 백화와 동시에 발생하는 경우가 있다. 원 인 자외선과 수분의 영향으로 수지가 분해되는 본질절인 것으로 결함이기 보다는 고유 수명이라고 생각해야 한다. 수지 종류로 거의 결정된다. 방 지 광택의 유지를 중요시 할 때는 광택 보지율이 높은 수지를 선택한다. 성능에 비례해서 가격도 상승하므로 밸런스가 불소수지, 실리콘수지, 비황변형 우레탄이 양호 조 치   결함내용 균 열 ( Cracking(Checking Crazing) ) 현 상 도막에 각종의 형상, 깊이, 크기의 균열이 생기는 현상. 그 깊이에 따라서 Crazing(표면만), checking(얕은 갈라짐), Cracking(깊게 갈라짐)으로 구분, 형상에서 악어가죽 모양 처럼 생긴 것을 Alliga-toring, Crocodiling라고 부른다. 원 인 ①하도가 충분하게 건조되지 않았을 때 상도를 칠했을 경우 ②염화고무계에서 가소제가 증발, 이행되어 탄성이 줄었다. ③무기 Zinc rich paint를 너무 두껍게 칠했다.(이것은 도장직후에도 일어난다.) ④하도와 상도 도막의 신장이나 딱딱함에 너무 차이가 난다. 방 지 ①유성, Alkyd에서 발생하기 쉽다. 장시간 지나면 어느정도 어쩔수 없다. 하도를 충분히 건조시킨다. ②도료배합을 변경시킨다. ③100㎛이상 두껍게 되지 않도록 한다. ④상도가 딱딱하고 저항력이 약할때 일어나다. 이것은 도장계의 선택미스이다. 조 치   결함내용 건조 불량 ( Lack of Drying ) 현 상 유성, Alkyd등의 산화 중합형 도료가 도장 후 소정 기간을 지나도 표면에 점착이 남거나 표면만이 건조 되고 내부는 건조되지 않는 것. 도막이 규정된 시간이 지나도 건조되지 않는 현상 원 인 ①도막이 너무 두껍다. ②저온,고습도에서 통풍이 나쁠때 ③희석신나의 오류, 고비점의 신나는 증발이 늦다. ④도료가 오래되어 도료중의 Drier가 작용하지 않는다. 또는 Skinning 방지제가 너무 많다. 방 지 ①소정의 도막두께를 유지한다.②적정한 환경조건으로 한다. ③올바른 희석신나를 사용한다.④오래된 Lot부터 사용. 메이커와 상담하여 건조제를 첨가한다. 조 치 조건이 허락된다면 건조 될때까지 기다린다. 도막이 너무 두터워 아무리 시간이 경과해도 내부가 건조 되지 않을 때는 주름이나 Lift-ing 등의 2차 결함이 발생하니 긁어낸다. 전 면적을 칠하기 전에 체크해서 크레임을 최소한으로 억제한다.  결함내용 겔화 엉킴/증점 ( Gelation Livering ) 현 상 점도가 상승하여 유동성이 감소하는 것을 증점이라 한다. 완전하게 유동성이 없어졌을때로서 아교풀 같은 현상 원 인 ①재고기간지남,거의 대부분의 도료가 시간과 함께 증점한다. 온도가 높을수록 더 빠르다. ②용기의 밀폐부족 용제의 휘발 ③다액형도료(에폭시,우레탄, 타르에폭시, 타르우레탄,탄,Zinc rich paint등) 을 혼합한후 사용가능 기간을 넘겼을때 이종도료 또는 메이커가 다른 동종도료를 혼합 저장했을때 방 지 ①Lot가 오래된 것부터 사용해서 유효 재고기간을 지킨다. 직사광선이 직접 닿는 장소에는 보관하지 않는다. ②완전 밀폐되는 용제를 사용한다. ③사용가능기간을 확인하고 사용할 양만을 혼합한다. 사용가능 시간이 지나면 설령 Gel화 하지 않더라도 이후 성능저하 특히 다액형도료에서 타메이커와 혼합하는 것은 피한다. 조 치 ①약간의 점도상승이라면 신나 첨가로 사용가능. 정도가 심하면 새로운것과 바꾼다. ②현저하게 사용가능시간을 경과한 것은 점도상승이 심하지 않더라도 폐기한다. 문제가 생겨도 어느 메이커도 보장해주지 않는다  결함내용 기 포 끓음/발포 ( Bubbling ) 현 상 도장시에 발생한 거품이 사라지지않고 도막내 또는 도막 표면에 Pin hole형 태가 남는 현상으로 눈으로 보기에는 Crater나 부풀림 또 는 Pin hole로 되어 있다. 원 인 ①도료를 격렬하게 교반시켰을때 도료중에 공기가 남는다. 거품이 없어지기 전에 도장을 할때 ②도장시에 공기를 휩쓸리게 했을때, 롤러 도장에서 많이 발생한다. 또 볼트 접합부위 등의 요철 부위를 붓으로 두들이는 듯이 칠했을때 ③고온의 피도물에 도장했을때 급격한 용제의 증발로 발포한다. ④피도물이 콘크리트같은 다공질이거나 Zinc rich paint의 위에 고 점도 도료나 고 휘발분의 도료를 칠했을때 방 지 ①거품이 없어질때까지 잠시 방치한다. 특히 거품이 사라지지 않아서 소포제를 넣는 경우도 있다. ②주의깊게 칠한다. 높은 비등점의 신나로 희석시킨다. 한번에 두껍게 칠하지 앟는다. ③비등점이 높은 신나를 사용(Retarder신나)사용 ④제일 귀찮은 발포로 자칫 잘못하면 수차 칠을 해도 생기는 경우가 있다. 이러한 때는 상도 도료를 대폭적으로 희석시킨 도료를 우선 도장한다. Mist coat 또는 Sealer coat의 방법이 있다. 조 치 원인 ①-③의 거품은 독립된것이 대부분이고 외관은 문제가 있지만 성능적으로는 그다지 영향이 없다. 현저하게 정도가 심하지 않을 경우 에는 방치해도 좋다. 원인④의 원인은 소지까지 관통되어 있다. 성능에도 영향을 준다.  결함내용 건조얼룩 ( Cheeziness ) 현 상 건조시간을 연장 후에도 도료의 흔적이 남는것. 원 인 2액형 페인트의 혼합비율 불량. 건조/경화 온도가 너무 낮고, 도료내에 과다한 용제함유. 방 지 2액형 페인트의 적절한 혼합. 적당량의 신나사용. 제어되는 환경 상태하에서 도포 및 경화. 조 치 눅눅한 곳을 제거하고 적당한 coating system이나 적당한 페인트로 상도코팅한다 결함내용 경화불량 ( Tackiness ) 현 상 도포된 코팅의 약한 도막 비록 축축하고 액체 성분하에 있다 하더라도 페인트 도막은 끈끈하고 부드러운 표면으로 남는다. 때때로 하도층에 손을 대면 흔적이 보인다. 원 인 페인트가 끈끈하게 남는 이유는 여러가지가 있다. -두께초과 -신나의 초과 -경화 작용제의 부족 -건조/경화 온도가 낮음 -용기 수명이나 선반 수명이 지난 제품 사용 방 지 올바른 설명서와 원료사용 2액형 원료는 확실하게 혼합된 것 페인트 공급자의 조언을 따름 조 치 결함 코팅을 제거, 벗기고 청결히하고 재코팅  결함내용 그리닝 ( Grinning ) 현 상 도료원료의 부적합한 은폐력 때문에 페인트 도막을 통해 볼수 있다. 이것은 'Grinning-Through'라고도 부른다. 종종 어두운 색상이 밝은 색상에 덧칠 된 것으로 볼수도 있다. 원 인 2번째 도장에서 낮은 도막의 두께. 불투명 불량과 상도의 표면력. Primer/하도의 색상 감소. 방 지 각각 층사이에 적당히 건조된 도막 두께로 도포. 상질의 커버적용으로 불투명도료 사용. 조 치 표면을 청결히 하여적합한 도료 적용.  결함내용 그로쓰 ( Growth ) 현 상 마감재 표면의 유기체와 자연과의 접촉과 성장. 여러형, 크기, 수명이 다양하다. 즉 해조 이끼등…. 원 인 일반적으로 습기나 처해진 환경에서 자연적인 유기체들. 성장은 접촉 후에 계속 진행될지 모른다. 방 지 알맞은 코팅 설명서와 환경에 적합한 제품사용. 실제적으로 이끼나 해조의 성장을 막기 위해 규칙적으로 세척한다. 조 치 모든 성장 부위를 세척과 제거를하고 표면을 벗겨내고 적당한 도장법으로 도포 결함내용 도료부패 현 상 도료의 저장 중 심한 악취가 발생하는 경우 원 인 저장 기간이 지난 경우 방 지 도료를 폐기한다. 조 치   결함내용 도막의 용해 현 상 도막에 접한 물질의 영향으로 도막전체가 용해되거나 도막성분의 일부분이 추출되는 현상 원 인 ①유성, Alkyd 도막이 콘크리트의 알카리성분으로 팽윤, 용해한다. ②탱크내부의 저장화학 물질에 접해서 도막이 용해된다. 방 지 ①염화고무나 에폭시등으로 변경시킨다. ②저장하는 화학물질에 견딜 수 있는 도장계를 선택한다. 조 치   결함내용 도포량 감소 및 노즐막힘 현 상 스프레이 작업 중 갑자기 도포량이 줄어들거나 일정치 않은 경우 원 인 작업중 이물질 및 캔벽면의 일부 건조된 도료입자가 노즐 속으로 들어갈 경우 방 지 스프레이 건의 노즐을 세척한 후 도장 조 치   결함내용 도막 부족 도막 과다 현 상 소정의 두께보다 얇거나 두꺼워서 종종 도막결함의 2차적 원인이 된다. 원 인 ①도료점도가 너무 낮으면 도막두께가 좋지 않으며 점도가 너무 높으면 도막두께가 과다하다. ②에어레스도장에서는 점도이외에 칩의 종류,압력 Gun의 이동속도에 따라서 도막두께가 변동한다. 방 지 ①적절한 도료점도로 조절한다. ②소정의 칩,압력,운행 속도를 지킨다. ③숙련된 도장작업자를 선택한다. ④실험적으로 도장한 후에 Wet film gauge로 도막두께를 측정한다. 조 치 ①도막이 부족한 경우에는 덧칠한다. ②도막이 과다한 경우에는 처치 곤란이다. 2차적 결함이 발생하지 않는다면 그대로 두고, 2차적 결함이 발생했을 때는 그 결함에 대한 조치를 취한다.  결함내용 리프팅 ( Lifting ) 현 상 상도 도료가 하도 도막을 녹여 오그라 도막이 들뜨는 현상 원 인 ①상도도료의 용제분이 하도도료를 용해함 ②하도막이 충분하게 건조되지 않았다. 방 지 ①도장설계의 미스로 다른 상도는 사용하지 않는다. ②상도의 신나는 전용 신나를 사용하며 강한 용해력을 가진 신나는 사용하지 않는다. ③하도를 충분하게 건조시킨다. 조 치 기본적인 설계미스이며 외관도 현저하게 나쁘기 때문에 전 면적으로 전부 벗겨내고 하도부터 다시 칠해야 한다. ①의 원인일때는 도장 후 비교적 단 시간에 Lifting함으로 적은 범위에 한정시키도록 한다.  결함내용 리플코팅 ( Rippled Coating ) 현 상 표면의 물결 현상 원 인 촉촉한 페인트 표면에 강한 바람이 불면 물결 현상을 야기한다. 안쪽에서 물결모양은 작은 종유석 처럼 늘어질 수 있다. 또한 부족한 도포 기술로 야기 될 수 있다. 방 지 좋지 않은 환경에서 도포하지 마라 올바른 도료 장비와 제품을 써라 조 치 잔잔한 물결이면 표면을 벗겨내고 재도장 큰 영향이면 코팅을 제거하고 재도장.  결함내용 물얼룩 ( Water-spotting ) 현 상 도막 표면에 커다란 물방울 자욱이 나타남. 원 인 완전히 경화되지 않았을 때 비를 맞거나 물방울이 튐 방 지 도장시 기후 조건을 잘 판단할 것 조 치   결함내용 메탈릭 얼룩 ( Metalic Mark Strike-In,Mottled ) 현 상 알루미늄 입자의 배열이 불균일하여 도막이 부분적으로 꺼뭇꺼뭇 하거나, 입자가 몰려 반점을 형성하는 현상 원 인 ① 도장 작업시 주변 온도가 낮은 경우발생 ②신나의 증발이 너무 늦은 경우에 발생 ③도료 자체의 저장성 불량으로 알루미늄 입자가 뭉쳐 있는 경우 발생 방 지 ①도장 기기의 세정 및 최적의 도장 기기로 교체 사용한다. ②동절기 작업시 실내 온도를 적당히 올린 후 도장한다. 조 치 사용 신나의 조정  결함내용 뭉 침 ( Cissing ) 현 상 도료가 겉돌아 피도면에 균일한 막을 만들지 못한다. 심할때는 도료가 구슬 모양으로 되어 도막을 형성하지 않는다. 원 인 ①피도면에 물, 기름, 이물질이 부착 ②하도가 딱딱하고 평평하며 고광택일 때 상도부 착력이 약해서 겉돈다. ③동절기에 피도면에 얼음이 생겨 도료가 겉돈다. ④유성 녹 방지도료를 동절기에 칠하면 표면에 친수 성분이 발생하여 상도가 겉돌며 상도가 나쁜 밀폐부에서 생기기 쉽다. 방 지 ①청소를 완전하게 하고 건조시킨다. 연마지로 문지른 다음에 신나로 닦아낸다. ②와이어 브러쉬나 연마지로 표면을 거칠게 한다. 소지에 적당한 도장계를 선택한다. ③극저온시에는 도장하지 말고 온도가 상승할 때까지 기다릴 것, ④원인은 아직 100%밝혀지지 않았지만 표면을 깨끗이 청소하고 알콜계 신나로 닦아낸다. 환기가 잘되게 한다. Spray보다 붓을 사용한다. Cissing방지제를 넣는다. 이것은 일단 사용하면 차후에 도료에도 반드시 넣어야 한다. 조 치 옥외 도장의 경우에는 이 Cissing은 매우 큰 문제이다. 특히 겨울에 많이 발생한다. 원인은 여러가지가 있지만, 원인 ④, ⑤가 가장 많으며 대책도 곤란하다. 사후 대책 보다도 방지 대책이 중심이 된다. 실리콘계는 Cissing방지제 사용후의 도료에도 넣어야 한다.  결함내용 미경화 ( Peeling ) 현 상 다액형도료에서 시간이 경과해도 반응이 진행되지 않아 경화되지 않음 원 인 ①각각의 성분비가 잘못되었다. ②혼합후의 교반이 불충분하다. ③소정의 숙성시간을 지키지 않는다. ④온도가 낮았다.(5℃이하) ⑤극단적으로 두껍게 도장했을때 방 지 ①Set명칭을 확인하고 혼합비율도 확인해 둔다. 될수 있으면 나누지 않고 전량을 혼합한다. 아무래도 적은양으로 나눌때는 저울을 사용하며 절대로 눈짐작으로 나누지 않는다. 숙성 필요시의 유무 확인 ②에폭시계는 특히 저온에서 반응하기 어렵다. 겨울용,여름용으로 나뉘어져 있을때는 구분해서 사용한다. 미리 알고 있을 때는 사용을 우레탄계로 변경한다. 조 치 ①혼합비를 크게 틀렸을 때는 긁어내야 한다. 설령 경화 되었다 하더라도 소정의 성능은 기대하기 어렵다. ②온도가 낮다. 너무 두껍게 도장되었을 때에는 경화될때까지 기다린다. 또는 온풍을 보내 촉진시키는 등의 조치를 취한다.   결함내용 백아화 ( Chalking Erosion ) 현 상 태양,수분의 영향으로 수지가 분해되어 도막 표면이 분화하는 현상. 백아화가 진행되면 도막은 점차로 소모되어 마침내는 하도가 비춰 보이는현상 원 인 백아화가 선행되어 광택이 저하한다. 안료의 종류나 양이 영향을 주고 양이 많을수록 백아화하기 쉽다. 또 이산화티탄은 분해를 촉진하는 촉매 작용이 있다. 따라서 진한색보다도 이산화티탄의 사용양이 많은 연한색에서 일어나기 쉽다. 방 지 광택저하와 마찬가지로 수지의 고유 수명이니까 백아화를 중시한다면 고급 수지계를 선택한다. 조 치   결함내용 벗겨짐/큰벗겨짐/작은벗겨짐 ( Peeling,Scaling/Flaking/Chipping ) 현 상 소지와 하도도막, 또는 도막과 도막사이의 접착력이 없어져 전면적으로 또는 부분적으로 벗겨지는 현상. 벗겨진 조각의 크기에 따라 큰것부터, Peeling(보자기모양), Scaling(30㎟정도), Flaking(30㎟이하)로 구분한다. 물건과 부딛혀서 벗겨지는 것은 Chapping라고 부른다. 박리는 외관이 극단적으로 저하하는 것과 함께 녹에 이르는 원인이 된다. 중요결함의 하나이다. 원 인 ①유성녹방지(특히,산화철계)를 겨울에 도장했을때, 통풍이 나쁠때, 표면에 친수물질이 생겨 상도의 부착성이 현저하게 약해진다. ②2액형의 에폭시나 우레탄도료의 도장간격이 길고 지나치게 경화했을 때 ③아연도금면이나 Zinc rich면에 유성, Alkyd 도료를 도장했을때 ④소지 또는 하도면에 이물질(특히 해염입자가 100㎎/㎡이상)이 부착되었을 때 방 지 ①정도가 심한때는 Cissing 이 되니까 즉시 처치되지만 박리는 경시적으로 발생하기 때문에 시말이 나쁘다. 겨울에는 되도록 건조되고 나서 도장하는 것 이외에 방법이 없다. ②도장간격을 지킨다. 불가피한 때는 페이퍼나 와이아 브러시로 면을 거칠게 한다. ③Zinc rich에 유성을 칠하면 우선 100% 벗겨지키때문에 절대로 피한다. 아연도금면을 엣칭플라이머 도장하고나서 도장한다. 에폭시나 염화고무가 적합하다. ④해염입자는 와이어 브러시로 닦거나 물로 씻어 제거한다. 조 치   결함내용 변 색/퇴 색 ( Discolaration/Fading ) 현 상 백아화 광택 저하와 함께 외관상의 중요한 결함중의 한 가지이다. 태양과 물의 영향으로 도막중의 안료가 변화되어 색이 변하는 것을 변색, 색이 바래지는 것을 퇴색이라 부른다. 양자를 합쳐서 변색이라 부른다. 원 인 ①두가지의 원색으로 조색하므로 원색에 의해 내후성이 서로 달라 변색하게 된다. ②적색계나 황색계 안료는 일반적으로 퇴색하기 쉽다. ③鉛계 안료는 황화수소나 아황산가스로 검게 변한다. ④화학 약품공장에서는 산이나 알카리에서 변하는 안료가 있다. 굴뚝에서는 내열성도 필요하다. 방 지 ①②적색이나 황색은 안료 가격이 비싸고 더욱이 퇴하하기 쉬우니 가능한 한 변퇴색되기 어려운 색채를 사용한다. ③황화수소는 미량이라도 변색하므로 흰색이나 담색에서는 Pb계 Diner 사용도 피할 것 ④사용 환경에 적합한 원색으로 조색한다. 조 치   결함내용 부풀음 ( Blistering ) 현 상 소지과 하도 사이, 또는 도막과 도막사이가 부풀어 오르는 것. 중대 결함의 하나로 차후 벗겨져 녹의 원인이 된다. 외부로부터 힘을 받았을 때에 그 힘이 도막의 접착력보다 커지면 Blistering이 된다. 여기에다 힘을 더 받으면 Blistering이 커지거나 터진다. 원 인 ①침투압…소지에 가용 성염이 남아있으면 침투압 차이로 수분이 침투해서 Blistering이 된다. ②전기침투압…소지가 철인 경우는 ① 에서 침투한 물에 의해 전기 화학반응이 일어난다. 양극부에서는 철의 부식을 동반하는 작은 Blistering이 생기고, 음극부에 서는 수소의 발생과 알카리를 생성한다. 이 알카리가 도막의 접착력을 약화시켜 커다란 Blistering이 되기 쉽다. ③온도 …탱크등에서 피도면측의 온도가 뒷면보다 높으면 작은 Blis-tering이 단시간에 생긴다. ④전기방식의 영향…피도면이 음극이 되기 때문에 ②의 음극과 방 지 접착력을 약화시키는 원인을 제거시키고, 외력을 작게하는 것으로 Blistering은 없어진다. ①소지 또는 하도도막의 염분은 물로 충분하게 씻어 제거한다. ②전기침투압은 부식반응을 동반하므로 막두께를 크게하고 저항을 높히고 부식반응을 억제시키는 녹 방지 안료가 들어간 도료를 사용한다. ③환경은 바꿀수 없으므로 접착력이 큰 도료를 두껍게 칠한다. ④외부전원을 사용할 때는 전압이 높지 않도록(칼로멜기준으로-1000mV이하)하고 내알카리성이 강한 도료(탈에폭시등)을 두껍게 칠한다. 조 치   결함내용 브론징 ( Bronzing ) 현 상 도막이 금빛같은 특유한 금속광택을 나타내는 현상. 안료가 도막 내부로부터 이행하여 생기는 현상. 레이크래드, 포날로지아닌계 안료가 주로 발생 원 인 ①전색제에 비하여 안료의 함량이 높거나 안료와 전색제의 굴절율 차가 크거나 분산이 불완전 할 때 ②백아화를 일으킨 도막이 보는 방향에 따라 선택적으로 간섭하는 반사광때문에 색상이 변화 ③도료의 내용(함유용제의 바란스, 비클의 차이, 안료의 차이)에도 영향이 있으나 도장시의 습도, 가열건조온도, 시간등도 영향을 끼친다. 방 지 ①도료의 교체 ②규정의 도료 사용 ③도장조건 준수 조 치   결함내용 백 화 Blushing 현 상 도막이 건조과정에서 표면에 수분이 부착되어 전체가 뿌옇게 되는 현상 원 인 ①온도가 높은 조건하에서 증발 속도가 높은 에칭프라이머나 락카를 도장하면 증발 잠열로 표면 온도가 내려가 수분이 결로한다. ②저녁무렵에 도장하면 기온이 내려가 결로한다. 방 지 ①고온에서의 작업은 중지한다. 증발속도가 낮은 신나를 사용한다. ②저녁무렵에는 될수 있으면 도장하지 않는다. 에폭시계에서는 특히 아민 Blushing이라고 부르고 아민이 수분과 반응해서 본래의 경화반응이 저해받으므로 결로 방지책을 강구한다. 조 치 ①의 원인에 의한 결함은 현저하지 않으면 그대로 두어도 괜찮다. ②의 원인으로 특히 에폭 시계의 경우에는 경화 불충분으로 상도의 부착성이 저해하니까 전면을 페이퍼로 문지르지 않으면 않된다.  결함내용 벗겨짐 현 상 도막이 피도물에서 벗겨지는 현상. 자연적을 벗겨지는 경우도 있고 후가공이나 점착테이프 사용할 때 벗겨질 수도있다. 원 인 ①피도물에 왁스, 실리콘, 오일, 물 등이 잔존 ②건조물 충분 또는 과도 ③너무 평활한 금속면 ④도료 도장시 너무 저온일 때 ⑤신나의 휘발성이 너무 빠른 경우 방 지 ①소지처리를 충분히 청정하게 할것. ②도장실 조건 개선 ③규정의 조건대로 건조 ④샌딩등 소지처리 ⑤규정의 온도에서 작업 ⑥규정의 신나 사용 조 치   결함내용 붓자국 붓얼룩 현 상 붓으로 도장했을 때에 붓자국을 따라서 불균일한 도막 두께가 형성되는 것 원 인 Running,Sagging의 역 현상으로 도료의 요변성이 크고, 도장후의 유동성이 적을 때 일어난다. ①도료의 점도가 너무 높다. ②짧은 털이나 딱딱한 털을 사용했다. 방 지 Running과 반대이기 때문에 양자간의 균형이 필요하다. ①붓자국이 눈에 띄지 않도록 신나로 희석 ②도료에 맞는 붓 선택 ③붓의 운행 방향을 종횡으로 바꾸어 가면서 눈에 띄지 않도록 한다. 조 치 도장 작업자의 기능에 크게 좌우된다. 넓게 칠하기 전에 방지할 수 있으니 곧바로 방지대책을 세운다.  결함내용 블로킹 Blocking 현 상 도장한 소지를 서로 포개놓고 또는 나무 받침대에 올려놓아 두어서 나중에 도막이 벗겨지거나 현저하게 변형되는 형상 원 인 ①너무 두껍게 칠했을때 ②불충분한 건조상태에서 포게 쌓았을때 방 지 ①적절한 도막 두께를 유지한다. ②충분하게 건조된것을 확인하고 쌓는다. ③결함이 최소한이 되도록 침목을 대고 포겐다. 조 치 ①Blocking이 발생한 부위를 Touch up한다. ②변형되어 도막이 두꺼워졌거나 튀어나온 부위는 잘라낸다.  결함내용 블리이딩 /색번짐 Bleeding 현 상 염료나 Lake, 또는 Tar물질을 포함하는 하도에 다른 도료를 칠했을 때에 이들 물질이 표면에 베어나와 다른색을 띤다. 원 인 ①적, 황등의 Lake안료나 염료를 포함한 하도의 경우 ②Tar나 아스팔트계의 하도의 경우 방 지 ①하도를 용해하지 않은 신나를 이용한 다른 수지계의 도료를 Sealer로서 칠한다. ②알미늄페인트나 MIO도료와 같은 안료와 같은 안료를 포함하는 도료를 칠한다. 조 치 ①의 원인은 최근에는 작다.  결함내용 변색 ( Bleaching ) 현 상 도료의 변색 원 인 기후나 화학적 영향에 의한 변색 방 지 화학적 환경에 견딜 수 있는 안정된 색상의 안료나 system을 사용. 조 치 변색된 도료제거나 표면을 벗기고 좀 더 안정된 coating system을 사용하여 재도장.  결함내용 블룸 ( Bloom ) 현 상 꽃이 피는 것처럼 페인트 도막 표면에 흐릿함을 남긴다. 결과적으로 색상의 흐릿함과 광택의 저하이다. 원 인 페인트 도막은 대부분의 경화된 에폭시 아민 현상에서 경화중 응축이나 습기에 노출되어 있다. 방 지 올바른 환경 상태하에서 시공, 관리하고 좋은제품을 사용한다. 조 치 깨끗한 천이나 적당한 세척용 요제로 Bloom을 제거하고 필요하다면 하도/상도에 좋은 제품으로 코팅한다.  결함내용 오렌지 필 ( Orange peel ) 현 상 Spray도막에 밀감 모양의 요철이 발생 하는 것 원 인 ①도료 점도가 높다. ②신나의 용해력이 부족 ③Gun의 속도가 빠르거나 너무 가까울때 방 지 ①전용 신나로 적정점도로 한다. ②다액형 도료의 경우에는 Pot life가 지난 고점도의 도료는 사용하지 않는다. 조 치 현저하게 심하지 않는 경우에는 문제되지 않는다.  결함내용 안료침강 ( settlement Caking ) 현 상 도료중의 안료가 용기의 밑바닥에 가라앉아 딱딱하게 굳어지는 상태를 말한다. 원 인 ①저장기간과 함께 무거운 안료가 바닥으로 가라 앉기 쉽다. 녹방지 안료나 Zinc rich paint는 특히 침전하기 쉽다. ②캔을 열때는 희석하지 않고 그대로 칠할 수 있도록 한 점도가 낮은 도료 방 지 ①오래된 Lot부터 사용한다. 제조시에 성능에 악영향이 없는 침강 방지제를 첨가한다. ②필요 이상을 희석시킨 도료는 사용하지 않는다. 조 치 ①품질적으로는 충분하게 교반하면 완전하게 원래의 상태로 돌아간다. ②도장시에는 용제를 더하기 때문에 사용중에 재침전되지 않도록 교반기를 작동시켜 두는 것이 바람직하다.  결함내용 주름 ( Wrinking,Rivelling,Shrivelling ) 현 상 단독 도막 또는 중복 도장시, 건조 과정에서 도막에 주름이 생기는 현상 원 인 ①도막이 두터워서 윗부분만 말라올 때 ②하도의 건조가 불충분 할 때 ③직사광선이나 급격한 가열 ④과잉 건조체 및 선택 잘못 ⑤수지 성분의 과소나 오일 부적당 ⑥건조가 빠른 용제 사용 ⑦상도 도료의 신나 용해성이 지나치게 강할 때 방 지 ①적당한 도막 두께로 도장할 것 ②충분히 건조 후 도장할 것 ③직사광선을 피하고 온도를 맞출 것 ④Mn, Co는 주름발생이 쉬우므로 Zn을 첨가할 것 ⑤증발 속도가 빠른 용제의 사용금지 ⑥용해력을 조절할 것 조 치   결함내용 주 름 ( Tailing ) 현 상 산화 중합형 도료를 도장하였을 때에 표면만 건조하여 주름이 발생하는 것 원 인 ①너무 두껍게 도장 ②Drier(특히 Mn,Co)가 너무 많다. ③하도의 건조가 불충분하다. 방 지 ①두껍게 도장하지 않는다. ②Drier의 종류를 바꿔(Pb를 늘인다), 양을 가감한다. ③하도 건조를 충분하게 한다. 조 치 성능적으로는 큰 피해가 없지만, 외관이 나빠진다. 정도가 심할 때는 페이퍼로 문지르거나 긁어내고 재차 도장한다.  결함내용 접착불량 ( Adhere failure ) 현 상 하도나 그 및의 페인트 층과의 접착이 불량이다. 원 인 표면 오염이나 응축 방 지 표면을 깨끗이 하고, 건조 오염 인자로 부터 피하고 표면을 적당한 상태로 유지. 올바른 페인트 설명서를 참조. 조 치 접착 불량 범위에 따라 결함이 있는 부위를 제거하고 올바른 페인트 설명서를 이용하여 적당한 상태로 유지.  결함내용 크레이터링 ( Cratering ) 현 상 도막 여기저기에 분화구와 같은 요철이 생기는 현상으로 얼룩 원 인 ①피도면에 물, 기름, 실리콘등의 이물질이 묻어 있다. ②하도의 건조가 불충분 ③피도면과 도료의 온도차이가 심하다. 방 지 ①피도면을 깨끗이 청소, 필요하면 도막을 손상시키지 않는 신나로 닦는다. ②충분하게 건조시킨다. ③levelling제의 첨가 조 치 주변 오염이 원인이라면 청소를 깨끗이 하고 재도장한다.  결함내용 크래킹 ( Cracking ) 현 상 도막 상에 불규칙한 선을 그어 놓은 듯이 갈라지면서 속이 패이는 현상 원 인 ①도료를 충분히 혼합하지 않고 사용 했을 경우, 상도 도막을 너무 두껍게 도장할 경우에 발생 가능 ②하지 도료로 사용된 도료가 용제 흡수력이 강할 때 충분한 건조 시간을 주지 않은 상태에서 도장을 한 후, 강제 건조시 흡수되었던 용제가 팽창과 증발에 의해 발생할 수 있다. ③외부 조건에 의한 자연적인 Degradation '- 자외선에 의한 Damage 및 도막의 노화 '- 외부 충격에 의한 Damage 방 지 도장간에 적절한 건조 시간을 주며, 규정 도막 두께를 준수하며 도료 사용전에 충분히 교반하여야 한다. 조 치 자외선 흡수 첨가제를 사용한다. 배합의 Well Design(PVC 고려)  결함내용 티(먼지, 이물질) 현 상 도막의 표면에 돌기물이 생기는 것 원 인 지촉 건조까지의 도막에 이물질이 부착되어 외관을 오염시키는 현상 방 지 ①티, 먼지, 이물질이 생기지 않도록 항상 청결히 하고, 도장시는 물을 뿌려 먼지 등이 날아다니지 않도록 해야 한다. ②도장실의 휠터는 정기적으로 교체하며, 항상 모든 요인을 청결히 하는 습관을 가져야 한다. 조 치 도료는 사용하기 전에 여과하는 것이 좋다.  결함내용 탈색 ( Fading ) 현 상 태양빛이나 기후애ㅔ 노출되어 페인트 색상의 변색이나 단계적 감소. 광택의 저하도 포함. 몇 몇 상황에서 분말 표면을 제외하고 chalking과 비슷하다. 습기 존재에도 가속되는 경향이 사라진다. 원 인 부정확한 착색. 착색 안료 사용. 대기 오염. 침투성의 하부. 방 지 탈색과 자외선에 저항력이 있는 도장법을 사용. 조 치 표면을 벗겨내고 청결히 한다음 빛에 안전한 도장법 시행.  결함내용 핀홀 ( Pin Hole ) 현 상 도료를 도장하여 건조 후에 도막에 바늘로 찌른듯한 조그마한 구멍이 생긴 현상 원 인 ①하도도막에 이미 핀홀이 있고, 그 이에 도장시 ②급격한 가열 ③용제의 증발이 너무 빠를 때 ④두꺼운 도막의 급격한 가열 방 지 ①하도를 검토하고 퍼티로 보수한 후에 사도 도장한다. ②급격한 가열을 피한다. ③규정신나를 사용 ④규정의 도막두께로 도장할 것 조 치   결함내용 피 막 ( Skinning Fish-Eye ) 현 상 유성, Alkyd 도료의 표면이 캔용기속의 공기로 산화건조 해서 Skin-ning 됨. 도료의 표면층에 불용성의 피막이 발생하는 현상. 원 인 ①Skinning방지제의부족 또는 건조제의 과잉 ②캔용기내의 공간이 너무 많아 산소의 내장량이 많다. ③사용하고 남은 도료를 밀봉하지 않은채 방치했다. 방 지 ①Skinning방지제와 건조제의 균형을 맞출 것 ②알맞은 용기사용 또는 질소로 공기를 바꾼다. ③밀폐 아니면 새 용기에 넣는다. 단 시간이라면 신나 사용 조 치 ①주걱으로 캔주위를훑어 캔덩어리 채로 끄집어 낸다. ②잘게 부서졌으면 채로 친다. ③아주 심할때는 폐기시킨다.  결함내용 프로큘레이션 ( Floculation ) 현 상 느슨하게 응집된 안료의 현상은 도료원료내에서 덩이 진다. 원 인 일정한 형식이 없는 안료 분산은 안료 뭉침 현상의 요인이다. 부적절한 신나나 혼합불량 방 지 적당히 형식화되고 섞여진 제품 사용. 알맞은 신나사용. 조 치 보이는 솜모양의 덩이진 코팅을 제거한다. 표면을 벗기고 깨끗이해서 적절히 형성화 되고 혼합된 도장법으로 도포.  결함내용 필러폼 ( Filiform ) 현 상 예측하지 못하는 부식에의 위협. 얇은 래커칠 밑에서 발생하고 해드나 점에서 커온 다른 코팅 도막에서 일어 나고, 종종 얇게 전기 도금된 오래된 통조림 캔에서 볼수 있고 뿐만 아니라 도장된 알루미늄이나 다른 표면에서 볼수 있다. 원 인 금속 하부의 오염이나 코팅의 손상은 끝에서 성장하는 부식셀에 의해서 행해지고 코팅 하부에서 발전한다. 방 지 도료 도포전 하부에 존재하는 어떤 오염도 없게 하라. 조 치 부식물의 모든 흔적과 부착된 코팅을 제거. 벗기고 깨끗이 한 후 제조자의 조언에 따라 도장.  ***** 이자료는 coatings.com에서 발췌 하였습니다. *****   1.증착코팅의 기원 증착 거울 코팅은 Pole과 Pringshen에 의해 1912년에 시도하였다. 그러나 더욱 효과적인 진공펌프, 그리고 증착원을 위한 성분에 열을 가하는 텅스텐이 개발되었을 때인 1930년대까지 고밀도 증착기술은 거울 코팅을 만들어 내기 위한 실제적인 방법이었다. 금속 필름을 반사하는 고밀도의 증착을 위한 만족적 기술의 진전을 향한 중요한 공헌은 Ritschl, Strong, Cartwright, Willams 그리고 Auwaeter에 의해 1930-1937년 사이에 있었다. 이 기간의 가장 중요한 진전은 순수하게 증착된 알루미늄 필름을 만들어 낸 실제적 방법인 Strong의 발견이었다. 그리고 그것은 요즘 전면 거울 코팅을 위해 가장 광범위하게 사용된다. 거울의 유용함을 크게 증가시켰던 그런 더욱 최근의 진보는 거울 코팅, 선택적 반사 필터 거울 그리고 진공 자외선에서 크게 증가된 반사율의 반사 코팅의 발견의 반사율 증가면 필름, 그릭 보호층 개발이었다.   2. 진공증착 진공증착이란 진공 중에서 금속이나 화합물을 증발시켜, 증발원과 마주 보고 있는 상대표면에 박막을 만드는 것을 말한다. 이 방법의 특징은 다음과 같다. (1) 장치 전체의 구성이 비교적 간단하다. (2) 매우 많은 물질에 쉽게 적용할 수 있다. (3) 박막이 될 수 있는 메커니즘이 비교적 단순하기 때문에, 박막 형성에 있어서 핵 생성이나 성장의 이론과의 대응을 하기 쉽다. (4) 박막을 만들 때, 열적, 전기적 번잡함이 작기 때문에, 박막 형성시의 막의 물성 연구에 적합하다. (5) 열역학적으로 평형의 조건에서 되는 물질과 다른 결정 구조를 지닌 물질이나 다른 성분비를 지닌 화합물을 만들 수가 있다. 한편, 결점으로는 다음과 같은 것을 들 수 있다. (1) 만들어진 박막과 기판의 면과의 사이의 접착이 약할 때가 많다. (2) 만들어진 박막의 구조가 민감한 성질에 대한 재현성이 나빠, 물성을 이용한 소자 등의 신뢰성이 부족하다. 이것은, 어떠한 제작법으로 만든 박막에 대해서도 말할 수 있는 것이지만, 진공증착 막에서 특히 심하다. (3) 증기압이 낮은 물질에 대해서는 적용하기 어렵다. (4) 물질을 증발시키기 위한 히터의 재료가 함께 증발하고, 박막 중에 불순물로서 혼입하는 수가 있다. 그 외, 진공 장치 중의 잔류 가스 분자도 불순물로서 박막 중에 들어갈 염려도 있다. White Kim | 화이트김 http://blog.naver.com/nitili/40014837028

석유화학원료의 가격사정이 변하고 공업생산의 체계가 크게 바뀌고 있는데 염화비닐수지는 기초자재이며, 가공, 용도, 사용량은 종래와 달라진 것이 없다. 이 수지는 화학적 변화를 잘 일으키지 않고 배합에 따라서 대단히 부드러운 것에서부터 딱딱한 것에 이르기까지 충족 시켜주는 특징을 갖고 있다. 1. 제법 1.1 단량체(모노머) 석회석을 출발원료로 하는 아세틸렌과 염산을 반응시키면 모노머를 얻을 수 있다. 이것을 아세틸렌법이라고 한다. EDC의 열분해로 부생하는 염산에 산소와 에틸렌을 혼합하여 반응시키면 EDC가 된다. EDC는 위에서 기술했듯이 열분해되어 염화비닐이 되므로 아세틸렌을 사용하지 않고 모노머를 만들 수가 있다. 이 방법은 옥시클로리네이션법이라하며 이것은 모노머 제조의 주력으로 되어 있다. 모노머는 분자량 62.5, 무색, 인화점 -78℃, 공기중에서의 폭발한계 4∼22%(용량비)이다. 1.2 중합 모노머를 중합시켜서 중합체(폴리머)를 얻는다. 염화비닐에서는 현탁중합이 생산의 95%를 점하고 그 밖에는 유화중합으로 페이스트 레진, 용액중합으로는 도료, 접착제등이 얻어지는데 특수한 목적이외에는 그다지 사용되지 않는다. 중합도는 150∼3000의 것이 제조되고 있는데 그 대부분은 중합도 700∼1300이다. 중합할 때, 염화비닐외에 초산비닐등 다른 비닐 단량체(코모노머)를 적당량 첨가하여 공중합체(코폴리머)를 만드는데 그 생산량은 약 10%이다. 2. 성질과 특성 수지는 비중 약 1.4의 백색분말이며 내수성, 내산성, 내알칼리성, 무독, 난연성, 양전기절연성과 그밖에 많은 용제류에도 견디는 성질이 있다. 용제에 대한 용해성의 개략을 나타내면 다음 표와 같은데 일반적으로 중합도가 낮고 코모노머 성분이 많은 공중합체일수록 용해하기 쉽다. 표. 염화비닐수지의 용해성(단독 중합체의 경우 용해하지 않는 것 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 에틸렌글리콜, 아세트산, 에테르, 물 팽윤하는 것 가솔린, 윤활유, 2황화탄소, 벤젠, 톨루엔 약간 용해하는 것 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 아세톤 용해하는 것 시클로헥사논, 니트로벤젠, 디옥산, 초산부틸, 디클로로에탄, 테트라히드로푸란, 메틸이소부틸케톤 수지는 65∼85℃에서 연화하고, 120∼150℃에서 완전히 가소성으로 된다. 170℃이상에서는 용융하고 190℃이상이 되면 격렬하게 염산을 방출하면서 분해를 시작한다. 따라서 가공적정 온도는 150∼180℃의 범위라고 할 수 있다. 그러나 수지의 성질은 중합체 조성, 중합도 및 제조방법도 커다란 차이를 갖고 있으므로 용도, 목적에 따라서 적당한 수지를 선택한다. 2.1 중합법의 특성 2.1.1 특징 *현탁 중합체 현탁 중합에 의해 얻어지는 200∼300μ의 입상분말로서 열안정성이 양호하고 전기적 성질도 좋다. 캘린더가공, 압출가공에는 전적으로 이 중합체가 사용된다. 겔화가 빠르고 투명성이 좋은 것일수록 품질이 좋다. *유화 중합체 유화중합에 의해서 만들어지는 1∼10μ의 분말로서 현탁중합체에 비하면 비산하기 쉬워서 취급하기 까다롭다. 유탁액, 페이스트 레진, 페이스트 증점용 레진으로서 지극히 소량이 사용된다. *용액 중합체 초산에틸, 초산부틸 등의 용제속에서 중합하고 그대로 도료 및 접착제로서 사용되고 있다. 중합도는 150∼400이며 초산비닐, 말레인산에스테르와의 공중합체가 많다. 2.1.2 중합체 조성과 특징 *단독중합체 염화비닐 단독의 중합체로서 생산량의 90%는 이 종류이다. 시트, 레저, 페이스트, 전선, 연질파이프, 경질판에 쓰인다. *공중합체 초산과 비닐과의 공중합체가 가장 많다. 공중합한 코모노머량은 약간이라 할지라도 가공온도 범위는 확대되고 가공할 때의 흐름, 광택등이 현저히 개선된다. 코모노머량이 많은 것은 강도, 연화점이 내려간다. 보통 3∼15몰%의 공중합체가 레저, 시트, 파이프, 도료, 접착제, 경질판, 레코드등에 사용된다. 고급알콜의 비닐에테르, 고급 지방산의 비닐에스테르 등과의 공중합체를 내부 가소화 수지라고 해서 진공 성형용 경질 시트에 적합하지만 그다지 사용되고 있지 않다. 에틸렌, 프로필렌과의 공중합체는 흐름이 좋고 특히 후자는 취입성형에 적합하지만 보급되지는 않고 있다. 아크릴로니트릴과의 공중합체는 의료섬유로서 염화빈닐렌과의 공중합체는 케이싱용 필름을 비롯하여 공업용 섬유로 돌려지고 있다. 단독중합체의 후 염소화물은 융점이 높은데다가 흐름이 나쁘기 때문에 매우 가공이 힘들지만, 연화온도가 100℃이상이기 때문에 내열성을 요하는 파이프나 판자등에 약간 사용되고 있다. EVA-VC 그라프트 중합체(EVA에 염화비닐을 그라프트 중합하여 얻은 중합체)에는 EVA의 함량에 의해서 연질 중합체와 경질 중합체가 있다. 전자의 유연성은 단독중합체에 가소제 50부를 첨가한 경우에 상당하지만, 이 이상 연한 것은 되지 않는다. 그러나 유연온도는 약 5℃, 취화온도는 약 40℃나 낮고 가소제의 이행, 휘발에 의한 변질의 문제도 없고 레저, 시트, 필름등을 만들 수가 있다. 후자는 내충격성이 매우 뛰어나고 내충격성의 파이프, 이음매, 판자, 이형압출제품에 적합하다. 그러나 어느 경우이든, 투명도가 요구되는 용도에는 사용할 수가 없다. 2.1.3 중합도 중합도가 높은 중합체는 기계적 성질은 강하지만 가공온도가 높고 가공적 온도의 범위가 좁다. 한편 중합도가 낮은 중합체는 기계적 강도에 약하지만 가공온도가 낮고 가공할 때의 흐름이 좋다. 또한 열 안전성에는 뒤지지만 접착력이 좋다 . 중합도는 800이상 높아져도 강도에 대해서 향상은 볼 수 없고, 오히려 가공하기 힘들게 된다. 그러므로 일반용으로는 800∼1200정도의 것을 표준으로 하고 있다. 그러나 용도에 따라서 적당한 중합도가 있으므로 그 대략을 분류하면 다음과 같이 된다. 2500∼3000 호스, 바킹 1300∼1700 전선, 페이스트 1000∼1300 필름, 레저, 시트, 연질파이프 700∼800 경질판, 경질파이프, 병(bottle) 400∼500 레코드 400이하 도료, 접착제 2.2 PVC의 특정적인 물성 PVC는 Tg가 약 80℃인 단단한 열가소성 PLASTIC이며, 비결정성(amorphous)고분자 물질이다. PVC는 상당히 큰길이의 대칭구조(Syndiotactic Structure)를 가지고 있기 때문에 부분적인 결정구조를 가지고 있으며 이 결정부분의 melting point는 225℃근처이다. 그러나 실제로는 이 온도에 도달하기 전에 열분해가 일어나기 때문에 융점을 관찰하기 매우 어렵다. 열분해가 시작되면서 PVC 구조 중에서 염산이 이탈하게 되는데 순수한 PVC는 실제 가공온도보다 낮은 100℃가 넘기 시작하면 상당한 양의 염산 gas가 발생하는 것을 관찰할 수 있다. 따라서 적절한 열안정제의 선정과 사용이 PVC가공에는 매우 중요하다. PVC에 결정부분이 존재하는 점과 매우 높은 용융점을 갖는다는 것이 특별한 용융 유변상태(melt rheology)를 나타냄을 뜻한다. 즉 다른 열가소성 플라스틱과는 달리 용융물 상태를 얻을 수 없다는 점이다. 따라서 PVC유동물은 분자의 흐름이 아니고 아주 작은 입자(중합과정에서 형성되는 domain 혹은 microdomain state 해당됨)의 흐름으로 해석해야 한다. 따라서, 중합 Process로 형성되는 resin입자의 형상 및 구조와 size, 그리고 입도분포가 근본적인 가공성에 영향을 주게 된다. 열을 가하여 용융물이 되었을 때 1차 입자의 구조와 크기 및 그 분포에 의해 마찰에너지의 변화를 수반하기 때문에 현탁중합(suspension process)에서는 이 1차입자의 형성과정을 조절l하는 것이 매우 중요하며 형성된 1차입자가 화합하여 형성되는 구정(granule)의 형성과 구조 또한 중요하다. 특히 경질 PVC 가공에서는 적절한 유동성을 갖게 하기 위한 첨가제의 종류와 양을 결정하는데 신중을 기하여야 한다. 경질 PVC배합에서 조절하는 내부 활제(internal lubricant)와 가공 용융물과 금속면이 점착됨을 방지해 주는 외부 활제의 2가지로 분류할 수 있는데 이 2종의 활제 사용량의 균형이 이루어져야 우수한 품질의 제품을 가공할 수 있다. [표] PVC의 일반물성 항 목 단위 ASTM 경질 연질 비 중 - D792 1.35~1.45 1.16~1.35 인장 강도 Kg/㎠ D638 352~633 105~246 신 장 률 % D638 2.0~4.0 200~450 압축 강도 Kg/㎠ D695 562~914 53~120 굴곡 강도 Kg/㎠ D790 703~1125 - 충격 강도 ft-lb/in D256 0.4~2.0 가소제에 의해 변화 경 도 Shore D785 70~90 가소제에 의해 변화 내열 온도 ℃ - 66~79 66~79 열변형온도 ℃ D648 54~74 - 체적고유저항 Ω·cm D257 >1014 1012~1014 유 전 율 106cycle D150 2.8~3.1 3.3~4.5 절연파괴강도 KV/mm D149 16.7~51.5 11.8~39.3 흡 수 율 % D570 0.07~0.4 0.15~0.75 투 명 도 - - 투명-불투명 투명-불투명

3. 성형가공

수지에 가소제, 안정제, 안료등을 첨가하여 직접 가공하는 것을 1차 가공이라고 하며 필름, 시트, 판, 파이프등에

엠보싱, 인쇄, 고주파 가공, 진공성형, 기타의 가공을 하는 것을 2차 가공이라고 부른다.

배합은 갖가지 변화에 중요하지만 수지와 부원료의 선택이 가공과 제품의 가장 큰 열쇠로 되어 있다.

3.1 부자재

3.1.1 가소제(Plasticizer)

연질제품에는 40∼100부를 첨가하여 유연성을 주고 경질제품에는 3부이하를 첨가하여 가공할 때의 흐름을 개선한

다. 또한 드물기는 하지만 반경질 제품으로서 15부 정도를 첨가할 경우도 있다.

가소제는 수지와의 상용성의 우열에 따라서 1차 가소제와 2차 가소제로 구분한다. 후자는 상용성이 뒤지기

때문에 보통 1차 가소제의 15%이하를 치환해서 사용한다. 가격의 절하와 그밖에 내연성의 부여, 전기절연성의

향상, 열안정효과등의 특수한 성질을 보완하는 목적으로 사용된다. 대표적인 가소제를 열거하면 아래와 같은데

가소제의 선택과 조합은 품질에 커다란 영향을 준다. 보통 목적으로 하는 제품에 적응한 가소제를 선택하여

두 세가지를 병용하고 있다.

프탈산 에스테르	DOP, DBP, DIDP
인산 에스테르	TCP, TOP
세바신산, 아디핀산 에스테르	DOS, DOA
폴리에스테르	분자량 1000∼3000의 점조한 액체
에폭시화 대두유	옥실란 산소 3∼8%
천연고무(NBR)	고분자물, 저분자물(액체)
염소화 탄화수소	염소화 파라핀

이중에서 연질에는 DOP를 표준가소제로서 반드시 사용한다. DBP는 겔화 촉진, DOA, DOS는 내한, TCP와

폴리에스테르 가소제는 내유, 내수용에 널리 사용되고 있다. NBR는 연질제품에 내수성, 내유성, 고무탄성등을

부여하고 경질제품의 경우는 DOA와 병용하여 내충격성을 향상시킨다. 그러나 내충격성 향상의 목적에는

오히려 MBS수지나 ABS수지를 사용하는 경우가 많다.

3.1.2 충격보강제(Impact Modifier)

경질제품에 고무상 탄성을 가진 고분자물 6∼15부를 첨가하여 내충격성을 개질할 수가 있다. 특히 첨가량이

6∼10부의 사이에서 뚜렷한 효과를 볼 수 있다. 이종의 고분자물을 혼합하는 것을 폴리머 블렌드(Blend) 라고

하는데 폴리머끼리 잘 혼합하는 조합은 극히 한정되어 있다. 염화비닐 수지에 대해서는 MBS수지, ABS수지,

천연고무, 염소화 폴리에틸렌, EVA-PVC그래프트 중합체 등이 알려져 있고 이중에는 시판의 MBS수지는

염화비닐수지와 굴절율이 근사하기 때문에 제품의 투명성을 해치지 않는다.

그러나 ABS수지도 같지만 부타디엔(고무)을 성분의 하나로서 내포하고 있기 때문에 산화(노화)를 받아

내충격성의 효과를 잃는다. 그러므로 내구재료로서의 파이프나 판자등에는 염소화 폴리에틸렌이나

EVA-PVC그래프트 중합체를 사용하는 경향이 있다.

3.1.3 안정제(Stabilizer)

PVC는 열이나 빛에 대해서 안정성이 없기 때문에 가공할 때 및 제품화한 다음의 착색, 분해를 방지하는데

필요하다. 수지에는 분해의 기점이 되는 결합이 약한 부분이 여기저기 생기며 거기에서 탈염산이 일어나서

폴리엔이 생성된다. 분해는 연쇄적으로 확대된다.

폴리엔은 하나 건너로 2중결합 구조를 갖고 있는데 이 2중결합이 8단위 정도되면 착색을 시작하고 더욱 많아짐에

따라 황색, 적색, 갈색을 거쳐 흑색이 된다. 안정제의 작용은 생성된 염산을 중화하는 결합이 약한 염소에

작용하여 분해를 억제한다.

안정제는 열안정제, 킬레이터, 산화방지제, 자외선 흡수제등으로 분류되지만 그 종류는 지극히 많다.

대표적인 예를 나타내면 다음과 같다.

무기염	3염기성 유산염, 산화염
금속비누	2염기성 스테아린산염, 스테아린산연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 바륨,스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘
유기주석화합물	디알킬주석디라울레이트, 디알킬주석말레이트, 디알킬주석멕커프타이드
에폭시 화합물	대두유 에폭시화물
아인산 에스테르	트리페닐 아인산 에스테르
알킬페놀	2,6-디-t-부틸 p-크레졸(산화방지제
벤조트리아졸	자외선 흡수제

이들은 제품의 종류, 가공방법, 성형기 등에 따라서 사용이 구별되는데 반드시 두 종류이상의 안정제를 병행하지

않으면 좋은 효과를 얻을 수 없다. 또한 안정제의 효과는 가소제의 종류에도 영향을 받는다. 또한 연질배합에서는

프탈산 및 인산 에스테르계의 가소제가 자외선을 흡수하여 광안정제로서의 작용을 다하고 있다.

3.1.4 착색제(Colorant)

열, 산, 가소제, 자외선등에 안정하며 견고하고 농도 짙은 선명한 것이 바람직하다. 무기안료, 레이키안료,

유기안료등이 사용되지만 불투명제품에는 무기안료, 레이키 안료가 사용된다. 염료는 이행하여 오염되기

쉬우므로 사용하는 경우가 적다. 착색제는 안료분말외에 가소제에 분산시킨 토너컬러, 고농도에 염화비닐

수지와 혼합한 마스터배취가 시판되고 있으며 이것을 엷게 하여 사용한다. 안료입자는 미세할수록 착색작용이

크고 사용량도 적어 좋다.

3.1.5 충전재(Filler)

착색, 전기절연성, 내노화성, 열에 의한 팽창, 수축도 등의 조절을 목적으로 하여 첨가하는 일이 많고 탄산칼슘,

2산화 티탄, 클레이 등이 사용된다.

3.1.6 활제(Lubricant)

캘린더가공, 압출성형등의 경우, 소량을 첨가한다. 금속면과의 이형을 잘하며 그밖에 마찰열의 발생을 억제하기

때문에 열안정 효과가 있다. 스테아린산, 스테아릴 알콜, 스테아린산 부틸, 왁스, 저분자량 폴리에틸렌,

유동파라핀등이 사용되고 있다. 너무 많이 배합하면 혼련이 오히려 곤란하게 되고 제품표면에 스며든다든지

투명성이 저하되기도 한다. 그러나 경질배합의 경우 다소 많이 사용하면 열안정, 혼련, 성형성을 현저히 개선할 수가 있다.

3.2 가공

가공법과 제품 및 용도를 분류하면 다음의 표와 같다.

가공법	제품형태	주된 용도
캘린더가공	필름, 시트, 레저	의류, 잡화, 포장의료, 가구용
적층가공	강판, 후판, 장식시트	잡화, 용기, 차량, 공업재료
판가공, 진공성형	얇은 성형품	대형용기, 복잡한 형의 표면성형
압출성형	관, 봉, 전선, 강모, 판, 필름	잡화, 끈, 전선, 경질관, 연질관, 섬유
취입성형	연, 경질 취입성형품	모조과일, 병
인플레이션성형	필름, 튜브	포장용
사출성형	연, 경질품	기계, 전기부품, 파이프이음매, 펄프, 잡화
도포가공, 유동침지	레저, 가공종이 광택내기, 금속의 경질도장	차량, 가구, 포장지
슬러시성형, 딥성형	연질취입성형품	완구, 공업용재료, 가정용품
스폰지가공	-	어업용부품, 바닥재, 단열재, 의류, 자루, 잡화

[표. 염화비닐수지의 가공법과 제품의 용도]

가공의 주력은 캘린더가공, 압출성형이며, 연경질을 통해서 그 대부분을 차지한다.

우선 계량된 수지와 배합제는 연질배합에서는 리본·블렌더로 10∼20분간 혹은 고속믹서로 5분동안 혼합한다.

가소제에 안정제를 첨가하여 120℃로 가열하고 수지에 첨가하면 안정제의 균일한 분산을 돕기 때문에 이 방식을

취하는 곳이 많다. 혼합물을 100℃정도로 가온하면 가소제는 수지에 완전히 흡수되고, 분체로서 유동이 가능한

드라이블렌드로 되므로 펠레트로 하지않는 압출기에 공급할 수가 있다. 경질배합에서는 고속믹서로 격렬하게

혼합한다. 그럴때에 수지온도를 외부가열과 마찰열에 의해서 100∼120℃정도로 한다. 이렇게 혼합한 것은

반버리믹서(Banbury mixer), 혼련롤, 압출기등으로 혼련하고 압출기, 캘린더롤, 사출성형기를 사용해서 제품을

만든다.

3.2.1 롤가공

블렌더로 혼합된 것을 혼련롤로 140∼170℃에서 약 10분 혼련하면 용해되어 균일한 겔상이 된다. 다음에

혼합물을 부분적으로 채취하여 겔화가 불충분한 것이 없는가를 잘 확인하고 작업을 다음으로 이행한다.

이것을 펠러타이저에 넣으며 펠레트가 된다. 표면에 주름모양을 내기 위해서는 캘린더에서 나온 시트를

주름롤로 주름을 넣는 경우와 일단 말아올린 것을 텀블러(주름 넣는 기계)에 넣어서 주름을 넣는 방법이

채용되고 있다.

경질판은 캘린더로 압연한 것을 적당히 겹쳐서 대형의 다단 프레스로 열프레스한다.

롤로 만들 수 있는 제품의 두께는 0.08mm에서 0.6mm까지, 그 이상의 것은 겹쳐서 프레스하면 20mm정도의

것도 만들 수 있다. 0.2mm이하를 필름, 그 이상을 시트 및 판으로 구분한다. 두 개롤의 회전비는 1:1.2∼1.5이며

연질에는 회전비가 큰 것이 능률적이지만 경질에서는 마찰열이 크기 때문에 회전비가 작은 것을 사용한다.

롤의 크기는 22×60in가 많이 사용되고, 1회 주입량은 연질 30, 경질 20kg이다.

캘린더롤은 역 L형이 가장 많이 사용되고 있다. PVC는 회전이 빠른 쪽, 혹은 온도가 높은 롤에 감기므로

캘린더롤의 회전속도를 마지막롤로 향하여 몇 %씩 빨리 한다든지, 10℃정도씩 온도차를 갖게 한다든지 한다.

제품의 강도는 롤에 대하여 직각방향이 약 10%정도 강하다. 이것은 분자가 이 방향으로 나란히 서기 때문이며

경질판처리 후에 열프레스 하는 것이라도 방향성은 충분히 제거할 수가 없다. 가공은 사정이 허락하는 한 높은

온도쪽이 강도나 광택이 좋고 수축변형이 적은 제품을 만들 수가 있다.

3.2.2 압출가공

드라이 블렌도 또는 페레트를 호퍼에 넣으면 회전하는 스크류에 의해서 앞 쪽으로 보내지고 다이의 형태대로

압출되어 제품이 된다. 성형소재에는 드라이블렌드를 사용하는 것이 많다. 호스, 파이프, 파형판, 필름, 벨트, 강모,

병등이 이 가공으로 만들어지는데 다이부분에 동선을 통하면 비닐피복 전선이 된다. 또한 압출중인 튜브에

공기를 보내어 팽창시키면 엷은 튜브(인플레이션 튜브)가 되며 튜브(파리손)를 형으로 끼우고 공기를 취입하면

병이 된다. 캘린더가공에서는 0.08mm이하, 혹은 0.6mm이상의 필름, 시트는 T다이압출로 만든다.

압출기의 가열은 120℃, 140∼160℃, 160∼190℃와 같이 3∼4단계로 나누고 다이의 부분또는 그 부근을 가장

높은 온도로 한다. 광택이 있는 제품을 얻기 위해서는 용융점도가 낮고 금속과 수지와의 사이에 작용하는 활제가

적정하고 다이도 잘 닦아져서 상처나 체류부분이 없는 것이 필요하다. 압출기 속에서는 그다지 잘 혼련되지 않는

것이 있고 원료에 드라이 블렌드를 사용하면 제품의 물성이 일정하지 않을 때가 있다. 특히 중합도가 높은

수지를 사용할 경우나 경질배합의 경우에는 주의해야 한다.

3.2.3 사출성형

PVC는 열안정성이 나쁠 뿐만 아니라 용융할 때의 점도가 높고, 딕소트로피(움직이고 있으면 유동성이 있지만

정지하면 유동성을 잃는 현상)거동을 일으키기 때문에 사출성형은 폴리 스티렌이나 폴리에틸렌처럼 용이하지

않다. 이 때문에 경질에서는 그다지 큰 것은 만들어지지 않고 경질 파이프의 이음매, 펄프, 전화기 정도의 크기가

고작이다. 가소제를 조금 넣으면 흐름이 매우 개선되어 사출성형이 용이하게 되는데 일부에 대해서 약 1.8℃씩

연화온도가 낮아지며 크립(Creep)에 의한 변형을 일으키기 쉬우므로 첨가량은 제품에 요구되는 성능에 따라

결정할 필요가 있다. 연질 배합에서는 성형도 용이하며 장화, 구두창, 소켓등이 고능률로 만들어지고 있다.

성형기에는 인라인 스크류식의 것을 사용할 것, 체류부분이 없을 것, 수지의 분해가 일어났을 경우는 즉시

작업을 중단하고 내부를 소제하는 일등이 필요하다. 성형 수축률은 경질에서 0.1∼0.4%, 연지의 경우

1.0∼5.0%이다.

3.2.4 적층가공

0.5mm두께로 압연된 경질시트를 수십장씩 겹쳐, 금속판에 끼워서 열프레스를 하면 경질판이 된다. 작업은 보통

다단 프레스를 사용한다. 충분히 예열 시간을 두고 연화시킨 다음에 프레스를 하므로 온도상승에서 냉각까지

길면 2시간 이상에도 이른다. 같은 방법을 소형으로 하여 바닥타일의 적층을 하고 있으며 충전재가 많은 시트와

무늬가 들어간 시트를 서로 접착시키고 있다. 캘린더로 압연된 각종 필름이나 시트를 접합기로 길면 긴대로

연속적으로 적층 할 수가 있다. 각 시트를 열 드럼 위에서 겹쳐 놓고 위에서 적외선 시트로 가열하여 충분히

연화시킨 다음, 철롤과 고무롤의 조합으로 만든 프레스롤로 연속적으로 프레스한다. 시트나 레저의 제조에서는

널리 행해지고 있다. 이와 같은 방법으로 얇은 철판과 연질 필름을 접합시킨 것이 금속 적층재이다.

이 적층재는 가열하지 않더라고 갖가지의 형태로 굽힌다든지 프레스할 수 있고 그밖에 금속면을 부식으로부터

보호하고 착색, 인쇄, 엠보싱도 자유롭다. 그밖에 장식품의 적층 등이 있는데 일반적으로 보아서 프레스에 의한

적층 성형은 시간이 너무 걸리는 경향이 있다.

4. 용도

·농업용 비닐필름 : 자외선을 잘 통과시키고 보온력이 좋기 때문에 대단히 많이 사용되고 있다.

·전선피복 : 절연성, 내노화성에 뛰어나고 전선피복의 대부분을 차지한다.

·페이스트 제품 : 인형, 완구, 방수장갑

·경질파이프, 판 : 수도용, 공업재료, 완구, 칸막이판, 비싼 가소제를 거의 사용하지 않는, 값싸고 내용 연년

......... ......... ...수가 길고 착색도 자유롭기 때문에 대량으로 사용되고 있다.

·병, 컵 : 향기나 공기의 투과가 적고 가벼워서 식품관계에 사용된다.

·섬유 : 염화비닐 단독 또는 염화비닐리덴과의 공중합체는 어망, 여과헝겊에 아크릴로 니트릴과의 공중합체는

......... 일반섬유로서 사용된다.

출처 : 한국프라스틱공업협동조합연합회