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혜리 수
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1 Polymer(Korea), Vol. 39, No. 1, pp ISSN X(Print) ISSN (Online) 열팽창캡슐적용발포폴리프로필렌의물리적특성비교 하진욱 정선경 이평찬 황예진 남병국 * 한인수 ** 곽성복 *** 이재용 *** 자동차부품연구원, * 롯데케미칼, ** 현대자동차, *** 덕양산업 (2014 년 5 월 20 일접수, 2014 년 6 월 27 일수정, 2014 년 6 월 27 일채택 ) Physical Properties of Polypropylene Foam Blended with Thermally Expandable Microcapsules Jin Uk Ha, Sun Kyung Jeoung, Pyoung-Chan Lee, Ye Jin Hwang, Byung Kook Nam*, In-Soo Han**, Sung Bok Kwak***, and Jae Yong Lee*** Lightweight & Convergent Materials R&D Center, Korea Automotive Technology Institute, Chungnam , Korea *The 3 rd Research Team, Lotte Chemical, Daejeon , Korea **Polymeric Materials Research Team, Hyundai Motors, Gyeonggi , Korea ***Advanced Engineering Team, Duckyang Ind. Co., Ltd, Gyeonggi , Korea (Received May 20, 2014; Revised June 27, 2014; Accepted June 27, 2014) 초록 : 열팽창캡슐은코어에위치한발포가스가기화온도이상이될경우캡슐을팽창시켜상온상태보다큰부피를지닌형태를이루게되는데이러한특성을이용하여플라스틱의발포소재로적용이가능하다. 본연구에서는자동차내외장재용도로가장많이사용되는폴리프로필렌 (polypropylene, PP) 을베이스원료로하여기존화학발포제와열팽창캡슐을이용하여 PP 폼을제조하였으며, 제조된시편의물리적인특성을비교하였다. 화학발포제와열팽창캡슐을적용하여제조된 PP 폼은모두첨가된발포제및열팽창캡슐함량증가에따라시편의밀도가감소하였고, 인장강도를포함한기계적물성또한감소하였다. 하지만, 열팽창캡슐을이용해제조된 PP 폼의경우는화학발포제를적용하여만들어진시편대비충격강도감소량이크지않았다. 발포제종류별로상이한물리적특성을분석하기위하여 PP 폼의매트릭스를분석하였으며, 다른형상의모폴로지를관찰하였다. Abstract: Thermally expandable microcapsules (TEMs) can be expanded upon heating since the activation energy of liquid hydrocarbon at the core of the TEMs increased at high temperature. Due to this property, TEMs are widely used in the industry as blowing agents or light-weight fillers. In this article, chemical blowing agent and TEM were used for making polypropylene (PP) foams, and their mechanical properties were compared. Physical properties (tensile strength, impact strength etc.) of PP foams decreased with increasing the amount of blowing agents while weight of specimen decreased. However, PP foam produced with TEMs showed higher impact strength than the one with a chemical blowing agent. In order to figure out the difference of impact strength, the morphology of PP foamed was investigated. Expanding properties of TEM can be controlled by changing core back distance. Keywords: polypropylene, thermally expandable microcapsule, foaming, chemical blowing agent, mechanical properties, core back. 서 최근, 선진국을중심으로감소하는석유자원과, 자국의환경보호를위한 CO 2 발생량규제와관련하여강화된법을자동차산업에적용하고있으며, 이러한이유로인하여자동차산업에서는엔진성능향상외에도차량의연비를효율적으로 론 To whom correspondence should be addressed. juha@katech.re.kr 향상시킬수있는방안으로경량화와관련된다양한연구를수행하고있다. 1,2 따라서자동차용으로사용될수있는소재중가장비중이낮은고분자소재의적용은복합소재를중심으로사용량이점차증가하고있는추세이다. 3 발포성형은이처럼낮은고분자소재의추가적인경량효과뿐만아니라소재의원가절감을가능케하므로, 기계적물성이허용하는범위내에서고분자소재의추가적인경량효과를달성하기위하여다양한고분자발포성형관련연구가진행되고있다. 4-6 일반적으로자동차에가장많이사용되는고분자수지는폴 64

2 열팽창캡슐적용발포폴리프로필렌의물리적특성비교 65 리프로필렌 (polypropylene, PP) 으로고분자소재가운데서도가장가벼운수지중에하나이며, 수지의특성제어를통하여물성제어가가능하기때문에이미오래전부터다양한자동차부품으로활용되고있다. 일반적으로 PP 와같은결정성수지는용융점영역에서점도변화가크기때문에가공영역이넓지않으며, 발포셀의균일한성장을위하여 strain hardening, elongational viscosity 등이좋아야하나, PP 의경우는이러한특징이열세여서사용에제약이있는편이다. 5 또한발포성형의경우종종가스로기인한제품의외관불량 (silver streaks, swirl mark) 등이원인이되는문제점이있다. 6 열팽창캡슐 (thermally expandable microcapsule, TEM) 의경우 1970 년대다우케미컬에서처음개발한이후, 다양한용도로적용이증가하고있다. 7 열팽창캡슐의경우는일반적으로상온에서액체인액화수소가스가발포제로캡슐의중심 (core) 에위치하며, 아크릴로니트릴공중합체고분자 ( 일반적으로아크릴계열공중합체 ) 가쉘 (shell) 을구성하여, 상온에서는일반파우더형상이나, 고온노출시 core 에위치한액화수소가기화하여캡슐을팽창시켜발포제로적용될수있다. 8 열팽창캡슐의경우일반적으로약 150~200 o C 에서팽창하여초기크기대비약 50~100 배가량부피팽창을한다. 또한일반적인화학발포제 (chemical blowing agent: CBA) 와달리가스가표면으로나오지않아, 사출가공시외관특성이기존발포공정대비우세하다. 9 이러한특성을이용하여일본계열팽창캡슐제조사들은여러제품에열팽창캡슐을적용하는시도를하였으며, 10,11 일부자동차용고분자소재에도적용한것으로보고하였다. 12 열팽창캡슐을사출가공시적용하기위해서는기존열팽창캡슐대비내열특성을향상하여, 고온에서팽창되며캡슐의분해가일어나지않아야한다. Jonsson 과 Nordin 등은열팽창캡슐의팽창시작온도를조절하기위하여다양한형태의가교제를실험하였으며, 1,4- butanediol dimethacryate 와 diallyl carbonate 를활용하여열팽창캡슐의조기팽창없이팽창온도를향상하는실험결과를보여주었다. 13 발포가스의기화점에따라서열팽창캡슐의성능차이가다양하게발생하며, 기화점이상이한발포가스실험을통하여최소 120 o C 부터최대 205 o C 까지다양한팽창시작온도를보유한열팽창캡슐이제조될수있음을보여주었다. 13 열팽창캡슐의다양한적용을위한캡슐중합과관련된많은연구가수행되고있는것에비해열팽창캡슐을실제사출가공하여소재의물성에대한변화와기존발포공정을통하여제조된시편과의물리적특성비교한연구결과가발표된사례는많지않다 본연구에서는자동차용내장부품으로서향후경량화효과를달성할수있는열팽창캡슐의적용가능성을판단하기위한기초연구로열팽창캡슐을적용한 PP 발포소재의물리적특성과기존화학발포제를이용한발포공정을통하여제조된소재와의물성을비교하였다. 실 재료. 본실험을위하여사용된폴리프로필렌 (PP) 은롯데케미칼의 HFJ-371 을사용하였으며, 발포사출용 PP 인 HFJ- 371 은가지화구조를가지며, 일반적인 PP 대비용융장력이높아안정적인발포셀형성에유리하여발포성형에적합한 PP 이며수지의 50 g/10 min 의유동특성을갖고있다. 실험에앞서측정된발포사출용 PP 의기본물성은 Table 1 에명시하였다. 화학발포제는일본 EIWA 사의 H-3510(Gas volume 47 ml/g) 를사용하였다. 화학발포제 H-3510 는롯데케미칼에서 HFJ-371 중가장효율적으로발포공정이이루어지는발포제로롯데케미컬의추천으로선정된소재이다. H-3510 은 Sodium bicarbonate 와 LDPE 가혼합된마스터배치타입의소재이다. 사출가공시화학발포제와비교를위해사용한열팽창캡슐은일본마츠모토사의 Micropearl F-190D 을사용하였으며, F-190D 의팽창시작온도는약 160 o C 이며, 최대가공온도는약 220 o C 이다. 실험에사용된화학발포제와열팽창캡슐의양은모두 3.2 phr 로동일하게설정하였다. 발포공정. PP 수지와화학발포제및열팽창캡슐은사전에별도로혼합되어사출기에주입되었으며, 사용된사출기는 Ube 사의 180 톤전동사출기를사용하였다. 사출가공온도와노즐부온도는 190 o C 이며, H1 190 o C, H2 185 o C, H3 175 o C, H4 165 o C 로설정되었으며, 금형온도는 50 o C, 냉각시간은 30 초로설정하였다. 수지주입후 0.5 초이후에 2mm 금형후진 (core back) 하여동일조건하에서화학발포제와열팽창캡슐이발포할수있도록하였다. 일반적으로화학발포제의가공조건범위가열팽창캡슐보다넓으며, 따라서본실험에서는열팽창캡슐의가공조건과화학발포제의가공조건이겹치는영역에서동일조건하에서사출가공하였다. Core back 에따른캡슐의발포정도를관찰하기위하여금형후진거리를 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 mm 로설정하여시편의밀도변화를관찰하였다. 분석. 최종사출물은사출후 1 일동안상온에서 aging 된이후에 UTM 장비 (MTDI UT-100F) 를이용하여인장및굴 Table 1. Physical Properties of HFJ-371 TEST Method Unit Result MFI (230 o C) ASTM D 1238 g/10min 51.0 Density ASTM D 792 g/cm Tensile strength ASTM D 638 MPa 22 Flexural modulus ASTM D 790 MPa 19,483 Flexural strength ASTM D 790 MPa 33 HDT ASTM D 648 o C Izod (23 o C) ASTM D 256 J/m 31 *In the experiment results may be different from the properties presented by the producer. 험 Polymer(Korea), Vol. 39, No. 1, 2015

3 66 하진욱 정선경 이평찬 황예진 남병국 한인수 곽성복 이재용 곡강도가측정되었으며, 밀도는 Alfa Mirage, MD-300S 를통하여측정되었고, 단면은 Hitachi S-4200 전자주사현미경과, 액체질소에서급냉한뒤파단면을광학현미경 (Trinocular Zoom Stereo Microscope: JNOEC) 을통하여관찰하였다. 열팽창캡슐의내열특성분석을위하여 TGA 및 DSC 분석은질소조건하에서승온 (20 o C/min) 의조건으로분석하였으며, 온도상승에따른열팽창캡슐의부피변화특성으로측정이어려움에따라시편의양은 1~2 mg 일반적인경우보다적은양을측정하였다. 캡슐의입도크기는 Malvern 2000E 을이용하여건조된파우더의입도크기를분석하였다. 열팽창캡슐의팽창성능의간이평가를위하여유리용기에열팽창캡슐을넣고 oil bath 에서 5 분간열을가한후초기상태의열팽창캡슐과의직경을현미경을통하여관찰하였다. 결과및토론 열팽창캡슐기초분석. 고분자수지의발포성형시주로사용되는화학발포제와는달리열팽창캡슐을이용한발포사출의연구논문은극히적으며, 본연구에서수행에앞서열팽창캡슐의열적특성을분석하여사출조건을최적화하기위한기초실험을실행하였다. Figure 1 에서는열팽창캡슐의 TGA 및 DSC 결과를보여주고있다. 일반적인고분자소재와달리열팽창캡슐은코어에있는발포가스의기화로인하여시편이고정되지않고변형이발생하여데이터의노이즈를발생시켜 TGA 및 DSC 측정이매우어렵다. TGA 분석을통해서열팽창캡슐에함유된발포가스의함량을유추할수있는데, Figure 1 의분석결과에따르면약 160 o C 부터질량비의변화가발생하게되며제품스펙에명시된팽창조건을고려할경우팽창이시작되는온도 160~220 o C 에서의무 게감소율이코어에위치한발포가스의함유량으로판단된다. 이온도에서의열팽창캡슐의무게감소율은약 30 wt% 정도이며, 따라서열팽창캡슐의발포가스구성비를유추할수있다. 300 o C 이상에서발생된무게감소는열팽창캡슐의쉘을구성하는아크릴로니트릴공중합체의분해에따른영향으로판단된다. 열팽창캡슐의정확한기화온도는 DSC 분석을통해서추가확인하였다. Figure 1의 DSC 결과를보면약 190 o C에서열팽창캡슐은흡열피크를보이는데, 캡슐내부에있는발포가스의기화로인하여발생한것으로알수있다. 하지만, 발포가스의기화로인한피크외에캡슐의쉘의열적특성과관련된피크는관찰되지않았는데, 이는 DSC 측정시캡슐의팽창으로인하여시료의양을최소화했기때문에분석되지않은것으로판단된다. 열팽창캡슐의초기직경 (Figure 2) 은약 20 µm이며, 입도크기의균일도는현탁중합을통하여만들어진중합물임을고려할때상대적으로좋은수준으로판단된다. 이는상업용열팽창캡슐의경우최종제품을물리적으로필터링하는과정을거치는것에따른것으로판단된다. 균일한입도는열팽창캡슐을이용한사출부품제조시경량화효율을높이는데도움이될수있을것이다. 12 열팽창캡슐의팽창성능을분석하기위하여열팽창캡슐을 200 o C 오일배스에노출한후열팽창캡슐의크기는초기직경약 20 µm에서캡슐별로팽창성능의차이는있으나약 196 µm까지팽창까지팽창하는결과를보여주었다 (Figure 3). 열팽창캡슐적용 PP 발포시편의물성분석. 일반적으로고분자수지를발포할경우연속적인수지매트릭스에 void 가발생하여고분자수지의밀도를감소시킬수있으나, 같은이유로수지의물성도감소되는특성을보인다. 본연구에서는동일함량의화학발포제와마이크로캡슐을적용하여 Figure 1. TGA and DSC results of commercial thermally expandable microcapsule. 폴리머, 제 39 권제 1 호, 2015 년

열팽창캡슐적용발포폴리프로필렌의물리적특성비교 67 Figure 2. Particle size and distribution of commercial thermally expandable microcapsule. 대비소폭우세한것을보여주었다 (Figure 4, 5).

4 열팽창캡슐적용발포폴리프로필렌의물리적특성비교 67 Figure 2. Particle size and distribution of commercial thermally expandable microcapsule. 대비소폭우세한것을보여주었다 (Figure 4, 5). 이러한물성차이는 Figure 6 의 OM 사진을발포제에따른발포된 PP 수지의단면분석을통하여유추할수있다. 화학발포제의경우발포반응개시후기포가불규칙적으로발생하며기포간융합으로인하여상대적으로큰 void 를형성하나, 열팽창캡슐의경우열팽창반응시단일캡슐이개별적으로팽창하고적정온도에서는캡슐의분해가이루어지지않아캡슐의형상을유지하기때문에발포캡슐간융합으로인한거대 void 의발생확률이낮다. 이처럼수지상에서각기다른형태로발생된 void 의형태는사출물이외부로부터충격을받았을때발생되는 crack 의진행속도에영향을미쳐기계적특성에영향을준것으로예상된다. 동일함량의발포제가사용되었을때보다균일하고미세한발포를형상한발포폼의물성이일반적인발포폼대비충격강도및인장강도가높은경우는여러논문을통해서검토되었다. 17,18 인장강도의경우도마찬가지로매트릭스상에서발생한셀의크기에따른영향이큰것으로판단된다. 발포수지의화학적거동과셀의크기및크기분포에따른물성특성을예측하기는일반적으로매우어렵지만, 매트릭스수지와발포된수지와의밀도차이등을활용하여기계적특성을예측할수있다. 발포수지의강성예측은 Power-law 를이용하는방법이있으며, 상대밀도에실험상수를대입하여비교적간단하게값을예측할수있다. 19,20 Figure 3. OM image of commercial thermally expandable microcapsule. (Left) before expansion; (Right) after expansion. M f = ( ρ r ) n M m (1) 제작된시편의밀도인장강도굴곡및충격강도는 Table 2 에정리하였다. 화학발포제및열팽창캡슐모두함량증가에따라밀도는감소하였으며, 이는화학발포제및열팽창캡슐모두고분자매트릭스상에서함량증가에따른 void 발생을증가시킨것으로기인된다. Void 증가에따른영향으로화학발포제와열팽창캡슐의물성이감소하는경향을보였지만실험결과에서특이한점은열팽창캡슐의경우함량증가에따른인장강도및충격강도감소율이화학발포제의측정값 식 (1) 에서 M f 는발포수지의기계적물성이며, M m 은동일수지의발포가적용되지않았을때의기계적물성이며, ρ r 은상대밀도식 (2) 를지칭한다. 실험상수 (n) 의경우일반적인고분자는 1 과 3 사이값을갖는다. ρ r ρ f = ρ m 단순히밀도변수에의한인장강도변화는실험식과해석식 (2) Table 2. Physical Properties of PP Foam Produced by Blending with the Chemical Blowing Agent (CBA) and the Thermally Expandable Microcapsule (TEM) CBA TEM Content of blowing agent Density (g/cm 3 ) Tensile strength (MPa) Elongation Flexural modulus (MPa) Flexural strength (MPa) Izod (kgcm/cm) Polymer(Korea), Vol. 39, No. 1, 2015

하진욱 정선경 이평찬 황예진 남병국 한인수 곽성복 이재용 68 Figure 4. Comparison of tensile strength of PP containing chemical blowing agent, and thermally expandable microcapsule. Figure 5.

5 하진욱 정선경 이평찬 황예진 남병국 한인수 곽성복 이재용 68 Figure 4. Comparison of tensile strength of PP containing chemical blowing agent, and thermally expandable microcapsule. Figure 5. Comparison of impact strength of PP containing chemical blowing agent, and thermally expandable microcapsule. 의 경향이 일치하나 함량이 증가할수록 해석값 대비 실험값 이 다소 높은 경향을 보여주었다. 이는 발포수지의 물리적 특 성이 밀도 이외에 다른 변수가 있음을 반영한다. 발포 사출 의 경우 동일 사출물 내에서도 시편의 물성편차가 일반적인 사출대비 큰 편인데, 가공조건에 따른 편차가 실질적으로 큰 영향을 끼칠 수 있을 것으로 판단된다. 발포수지의 충격 특성 값 또한 수치적으로 예측이 가능하 며 식 (3)을 통하여 관련된 해석식을 서술하였다. 로 무시될 수 있다. Ns는 표준 발포셀 밀도이며( cell/ cm3),18 Nf는 실험셀 밀도이며 단위면적(cm3)당 셀의 개수에 대한 값이며21 식 (4)와 같이 표현된다. A와 M은 현미경 측 정 범위와 확대비율이며, N은 셀의 개수이다. If m 1 h m2 N m = ( ρ r ) -----f f Im hm Ns (3) m1과 m2은 수지별 실험상수 값이며 폴리프로필렌의 경우 2와 4 사이 값을 갖는다. h는 발포수지와 비발포수지 시편의 두께이나, 본 연구에서 사용한 시편의 두께는 모두 동일하므 2 3/2 Nf = NM A 충격강도 값의 경우도 해석값과 유사한 경향을 보이긴 하 였지만 인장강도와 달리 값의 차이가 다소 큰 것으로 판단되 며, 이는 시편의 두께를 동일하게 간주한 것에 따른 수치적 인 편차발생과 여러 다른 변수들로 기인한 것으로 판단된다. 일반적으로 발포수지의 경우 모든 시편의 발포패턴이 동일하 지 않기 때문에 특정한 해석식으로 정확히 예측하기란 쉽지 않다. Figure 6. Cross section OM images of PP foam containing (Left) chemical blowing agent; (Right) thermally expandable microcapsule. 폴리머, 제39권 제1호, 2015년 (4)

열팽창캡슐 적용 발포폴리프로필렌의 물리적 특성 비교 69 Table 3. Density of PP Foams with Different Core Back Distance Core back distance (mm) 3 Density (g/cm ) 1.0 1.5 2.0 2.5 0.98 0.91 0.78 0.70 Figure 7.

Cross section OM image of TEM in PP matrix. Figure 7과 Figure 8은 열팽창 캡슐을 적용한 PP 시편의 단 면을 액체질소로 급속 냉각한 후 단면을 각각 SEM과 광학 현미경으로 관찰한 사진이다.

이러한 현상은 사출가공 전 열팽창 캡슐을 SEM 분석할 경우에도 볼 수 있는데, 광학현미경을 통한 관찰과 달 리 SEM 분석시에는 캡슐의 형상이 구형이 아니며 다소 변 형된 형태의 캡슐 형상을 보인다. 따라서 열팽창 캡슐의 SEM 분석시에는 상기 현상을 고려할 필요가 있음을 반영한다.

6 열팽창캡슐 적용 발포폴리프로필렌의 물리적 특성 비교 69 Table 3. Density of PP Foams with Different Core Back Distance Core back distance (mm) 3 Density (g/cm ) Figure 7. Cross section SEM image of TEM in PP matrix. Figure 9. Appearance of injection molded specimen of (a) PP only; (b) PP with chemical blowing agent; (c) PP with TEM. Figure 8. Cross section OM image of TEM in PP matrix. Figure 7과 Figure 8은 열팽창 캡슐을 적용한 PP 시편의 단 면을 액체질소로 급속 냉각한 후 단면을 각각 SEM과 광학 현미경으로 관찰한 사진이다. SEM을 통한 분석 시 캡슐의 형상은 일정 수준 유지된 것으로 추정되나, 파괴된 캡슐의 형 상이 많은데, 이는 시편의 단면을 관찰하기 위해 시편 절단 시 캡슐이 동시에 변형을 받았거나, SEM 분석을 위한 시편 의 전도성 코팅시 캡슐이 외부 자극에 의하여 변형된 것으로 추정된다. 이러한 현상은 사출가공 전 열팽창 캡슐을 SEM 분석할 경우에도 볼 수 있는데, 광학현미경을 통한 관찰과 달 리 SEM 분석시에는 캡슐의 형상이 구형이 아니며 다소 변 형된 형태의 캡슐 형상을 보인다. 따라서 열팽창 캡슐의 SEM 분석시에는 상기 현상을 고려할 필요가 있음을 반영한다. Figure 8은 동일 조건에서 광학현미경을 통한 시편의 단면을 관찰한 사진이며, SEM 분석시와는 달리 캡슐의 변형이나 파 괴가 관찰되지 않으며, 구형 상태의 캡슐이 온전히 팽창되어 있는 것을 관찰할 수 있다. 하지만, 초기 평가 시 수행한 열 팽창 캡슐의 경우, 200 oc 노출시 캡슐의 최대 크기가 약 190 µm 이상 팽창되는 것으로 추정되나, 단면의 현미경 사진 을 통해서는 그 보다 작은 약 60~80 µm 정도의 팽창성능을 보여주었다. 이는 사출기의 가공온도가 190 oc이며 실제 수 지가 받는 shear force를 고려할 경우 열팽창 캡슐의 코어에 위치한 발포가스가 받게 되는 팽창온도로 충분할 것으로 판 단되지만, 가공조건이 최적화되지 않은 것으로 기인한 것으 로 보인다. 따라서 사출가공 시 금형후퇴(core back)를 더 크 게 설정하거나, 수지의 주입량을 컨트롤하여 추가적으로 팽 창률을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. Table 3에는 사출가공 시 금형후퇴의 거리를 달리하여 제 조된 시편의 밀도차이를 정리하였다. 금형후퇴 거리에 따른 차이만을 확인하기 위하여 다른 가공조건은 기존과 동일하게 하고 시편을 제조하였기 때문에 본 실험결과가 열팽창 캡슐 로 인한 최적화된 결과로 볼 수는 없지만, 금형후퇴에 따라 밀도차이가 발생하는 것을 볼 수 있으며, 금형후퇴가 클수록 시편의 밀도가 감소하는 것은 캡슐의 팽창이 기존보다 용이 해졌기 때문으로 추정된다. Figure 9는 화학발포제와 열팽창 캡슐을 이용한 사출물의 외관을 보여주고 있다. 화학발포제의 경우 표면에 gas mark 가 발생한 반면 열팽창 캡슐의 경우는 상대적으로 gas mark 의 발생이 낮은 것을 볼 수 있다. 이러한 사출물의 외관 특성 차이는 화학발포제를 이용하여 발포된 경우 발포시 발생된 기 체가 사출물 표면에 잔류되는 반면에 열팽창 캡슐의 경우 캡 슐내 위치한 가스가 외부로 전이되기 보다는 캡슐내에 갇혀 있기 때문에 최종제품의 표면품질에 영향을 줄 수 있는 확률 이 미미해져 외관품질 구현에 보다 유리한 것으로 판단된다. Polymer(Korea), Vol. 39, No. 1, 2015

7 70 하진욱 정선경 이평찬 황예진 남병국 한인수 곽성복 이재용 결 본연구에서는열팽창캡슐과화학발포제를통한 PP 발포수지의물성을직접비교하였으며, 발포제함량증가에따른수지의물성저하및경량화효율상승등에대해서비교하였다. 또한일반적인화학발포제와달리열팽창캡슐의경우함량증가에따른충격강도감소경향이상대적으로적은데, 그원인은 PP 매트릭스에서화학발포제에의해서발생되는 void 의형태와열팽창캡슐로인하여발생된 void 의형상차이로인한것으로판단된다. 이러한발포제의발포메커니즘차이는최종제품의외관에도영향을줄수있음을확인하였다. 본연구에서는기존에사출가공을통한제품에적용된사례가많지않은열팽창캡슐을이용하여경량부품제조가능성을확인하였으며, 향후새로운형태의경량소재개발응용에활용될수있을것으로판단된다. 본연구에서는소재의물성적인측면에대한고찰로열팽창캡슐이화학발포제보다응용개발이유리한것으로보여지나실질적으로사출가공운용을위한가공조건범위 (processing window) 및소재가격은기존화학발포제가보다우위에있으므로여러가지변수를동시에고려해야한다. 감사의글 : 이본논문 ( 연구 ) 는산업자원부산업융합원천기술개발사업 ( 과제번호 : ) 의지원으로수행된결과임. 론 참고문헌 1. J. Park, J. Lee, S. Kim, J. Kim, and K. Ahn, Transactions of KSAE, 1, 123 (2013). 2. D. W. Kim, J. W. Yoon, S. Park, K. Kim, and T. Lee, Int. J. Autom. Techn., 14, 955 (2013). 3. C. S. Park, High Performance Epoxy Resins in Composite Application, SAMPE Korea Symposium Il-San, S. Korea, Oct. (2013). 4. K. H. Yoon, J. W. Lee, and Y. C. Kim, Polym(Korea), 37, 494 (2013). 5. D. Y. Hwang, K. D. Han, D. Han, K. I. Lee, and K. Y. Lee, Polym(Korea), 24, 538 (2000). 6. K. Hikita, JSAE Review, 23, 239, (2002). 7. D. S. Morehouse and R. J. Tetreault, U.S. Pat. 3,615,972 (1971). 8. M. Jonsson, O. Nordin, A. L. Kron, and E. Malmstrom J. Appl. Polym. Sci., 118, 1219 (2010). 9. M. Jonsson, O. Nordin, E. Malmstrom, and C. Hammer, Polym. 47, 3315 (2006). 10. Y. Kawaguchi and T. Oishi, J. Appl. Polym. Sci., 93, 505 (2004). 11. Y. Kawaguchi, Y. Itamura, K. Onimura, and T. Oishi, J. Appl. Polym. Sci., 96, 1306 (2005). 12. M. Tomalino and G. Bianchini, Prog. Org. Coat., 32, 17 (1997). 13. M. Jonsson, O. Nordin, and E. Malmstrom, J. Appl. Polym. Sci., 121, 369 (2011). 14. Y. Zhao, C. Wang, Y, Bai, G. Chen, M. Jing, and B. Zhu, J. Colloid Interf. Sci., (2009). 15. B. N. Kolarz, M. Wojaczynska, J. Bryjak, and B. Pawlow, React. Polym., 23, 123 (1994). 16. M. Jonsson, O. Nordin, A. L. Kron, and E. Malmstrom, J. Appl. Polym. Sci., 117, 384 (2010). 17. S. Doroudiani, C. B. Park, and M. T. Kortschot, Polym. Eng. Sci., 38, 1205 (1998). 18. E. H. Tejeda, C. Z. Sahagun, R. Gonzalez-Nunez, and D. Rodrigue, J. Cell. Plast., 41, 417 (2005). 19. D. Klempner and K. C. Frisch. Handbook of Polymeric Foam and Foam Technology, Hanser, New York, L. J. Gibson and M. Ashby, Cellular Solids: Structure and Properties, 2nd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, V. Kumar and N. P. Suh, Polym. Eng. Sci., 30, 1323 (1990). 폴리머, 제 39 권제 1 호, 2015 년

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12.077~081(A12_이종국).fm J. of Advanced Engineering and Technology Vol. 1, No. 1 (2008) pp. 77-81 y w» e wx Á w œw Fabrication of Ceramic Batch Composition for Porcelain by Using Recycled Waste Ceramic Powder Hyun Guen Han, and