(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック樹脂試片に対し、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって、試片が切断されるまで加わった荷重対比長さ変化を測定して、長さ伸張値対比荷重値を図式化する段階と、
前記図式化された測定値に対し、極小点および第２極大点を確認する段階と、
前記極小点と第２極大点の２点の間で、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値を求める段階と、
前記プラスチック樹脂試片の複素弾性率を測定する段階を含む、プラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項２】
前記極小点は、プラスチック樹脂試片に対してＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）対比荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）のグラフで、降伏点（Ｙｉｅｌｄ  Ｐｏｉｎｔ）を通過した後、再び荷重増加により長さ伸張が始まる点である、請求項１に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項３】
前記第２極大点は、プラスチック樹脂試片に対してＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）対比荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）のグラフで、最大引張強さ（Ｕｌｔｉｍａｔｅ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ、ＵＴＳ）に到達する点である、請求項１または２に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項４】
前記プラスチック樹脂試片の測定値を標準試片の測定値と比較する段階をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項５】
下記数式１を利用して進行する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法：
【数３】
0006595093.tif 000006
前記数式１において、
Ｘは（１０＾６Ｐａ／ｍ単位で測定した）スプレッディンググラジエント値を意味し、
Ｙは（１０＾８Ｐａ単位で測定した）複素弾性率値を意味し、
ａは標準試片のスプレッディンググラジエント値であり、
ｂは標準試片の複素弾性率値である。
【請求項６】
ＡＳＴＭ  １２３８によって測定した、前記プラスチック樹脂の溶融流れ指数（ＭＩ）が５ないし１０ｇ／１０分である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項７】
ＡＳＴＭ  １２３８によって測定した、前記プラスチック樹脂の荷重下の溶融流動率比（ＭＩ5／ＭＩ2.16、ＭＦＲＲ）値が３ないし４である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項８】
ＡＳＴＭ  １５０５によって測定された、前記プラスチック樹脂の密度値が、０．９５０ないし０．９７０ｇ／ｃｍ3である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【請求項９】
前記プラスチック樹脂はポリオレフィン樹脂である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１６年３月１６日付の韓国特許出願第１０−２０１６−００３１４８４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、プラスチック樹脂成形品の物性評価方法に関するものであって、より詳しくは、既存のＡＳＴＭによる物性測定値を利用して、実際に製造される成形製品の耐衝撃性を正確に導き出すことができる、新たなプラスチック樹脂成形品の物性評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
プラスチックは、熱および／または圧力を利用して成形可能な高分子化合物の一種であり、加工が容易で、熱を加えると溶けて、温度を十分に下げると固体状態に戻る高分子である。
【０００４】
プラスチックは多様な形態で加工しやすく、その中で一部は再利用も可能であるため、現代社会では多様な種類のプラスチック樹脂成形品が使用されている。
【０００５】
このようなプラスチックは、一般に、単量体化合物を重合して得られ、重合された樹脂または樹脂組成物をペレット形態に加工して保管し、各用途により多様な方法で成形して製品を製造する。
【０００６】
このようなプラスチック樹脂成形品の機械的物性を確認するために、引張強さ、伸び率、衝撃強さ、屈曲強さなど、多様な測定方法が考案されているが、実際に製造される製品によりそれぞれ要求される物性が異なり、このような基本物性は、試片を製作した後にテストするため、これだけでは多様な形態の実際の製品に要求される物性を類推することが難しかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、プラスチック樹脂成形品に対して、既存の標準測定方法による物性測定値を利用して、実際に製造される成形製品の耐衝撃性を正確に導き出すことができる、新たなプラスチック樹脂成形品の物性評価方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、プラスチック樹脂試片に対して、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって試片が切断されるまで加わった荷重対比長さ変化を測定して、長さ伸張値対比荷重値を図式化する段階と、前記図式化された測定値に対して、極小点および第２極大点を確認する段階と、前記極小点と第２極大点の間で、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値を求める段階と、を含む、プラスチック樹脂成形品の物性評価方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法によれば、実際の製品を製造して別途の物性を測定する方法によらなくても、試片で製造した高分子樹脂成形品で測定した基本物性だけで、製造される成形製品の耐衝撃性を正確に導き出すことができて、時間的、金銭的側面から経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プラスチック樹脂試片において、加わった荷重と長さ伸張の変化を示すグラフである。
【図２】プラスチック樹脂試片において、スプレッディンググラジエント対比複素弾性率値を示す分布図である。
【図３】プラスチック樹脂成形製品の衝撃強さテスト結果を示すイメージである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のプラスチック樹脂成形品の物性評価方法は、プラスチック樹脂試片に対して、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって試片が切断されるまで加わった荷重対比長さ変化を測定して、長さ伸張値対比荷重値を図式化する段階と、前記図式化された測定値に対して、極小点および第２極大点を確認する段階と、前記極小点と第２極大点の２点の間で、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値を求める段階と、前記プラスチック樹脂試片の複素弾性率を測定する段階を含む。
【００１２】
本明細書で第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するために使用することができ、前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。
【００１３】
また、本明細書で使用される用語は、ただ、特定の実施例を説明するために使用されるもので、本発明を限定する意図で使用されるものではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。
【００１４】
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々の実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解すべきである。
【００１５】
本明細書で、プラスチック樹脂とは、熱硬化性プラスチックまたは熱可塑性プラスチックを含む、高分子プラスチック樹脂を意味する。
【００１６】
本発明の一側面によるプラスチック樹脂成形品の物性評価方法は、プラスチック樹脂試片に対して、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって試片が切断されるまで加わった荷重対比長さ変化を測定して、長さ伸張値対比荷重値を図式化する段階と、前記図式化された測定値に対して、極小点および第２極大点を確認する段階と、前記極小点と第２極大点の間で、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値を求める段階と、を含む。
【００１７】
本明細書で、前記極小点とは、プラスチック樹脂試片に対してＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）対比荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）のグラフで、降伏点（Ｙｉｅｌｄ  Ｐｏｉｎｔ）を通過した後、再び荷重増加により長さ伸張が始まり、グラフ上で荷重の極小値の形態で示される点を意味する。
【００１８】
そして、前記第２極大点とは、プラスチック樹脂試片に対してＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）対比荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）のグラフで、降伏点（Ｙｉｅｌｄ  Ｐｏｉｎｔ）、つまり、第１極大点を通過した後、永久伸張（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）が起こる変形硬化区間（Ｓｔｒａｉｎ  Ｈａｒｄｅｎｉｎｇ  Ｚｏｎｅ）を経て、最大引張強さ（Ｕｌｔｉｍａｔｅ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ、ＵＴＳ）に到達して、グラフ上で荷重の極大値の形態で示される点を意味する（ＵＴＳ  ｐｏｉｎｔ）。
【００１９】
また、本明細書で、前記スプレッディンググラディエント値（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｖａｌｕｅ）とは、前記で定義した極小点と第２極大点の間、永久伸張が起こる変形硬化区間における、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）に対する荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）の平均変化率
【００２０】
【数１】
0006595093.tif 000002
【００２１】
の値を意味する。つまり、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって測定された、長さ伸張（Ｓｔｒａｉｎ）対比荷重（Ｓｔｒｅｓｓ）のグラフで、変形硬化区間の傾きの平均値である。
【００２２】
図１は、プラスチック樹脂試片において、加わった荷重と長さ伸張の変化を示すグラフである。
【００２３】
図１を参照すれば、本発明の一側面によるプラスチック樹脂成形品の物性評価方法は、プラスチック樹脂試片に対して、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８によって試片が切断されるまで加わった荷重対比長さ変化を測定して、長さ伸張値対比荷重値を図式化する段階と、前記図式化された測定値に対して、極小点３００および第２極大点４００を確認する段階と、前記極小点と第２極大点の間で、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値を求める段階と、を含む。
【００２４】
既存のＡＳＴＭなどに規定された方法によって高分子樹脂成形品の物性を測定する場合、引張強さおよび伸び率などが分かるが、耐衝撃性などに関する物性は分からないために、板形態またはかご形態の試片を別途製作して、衝撃関連物性を測定しなければならないという面倒さがあった。
【００２５】
しかし、本発明の方法による場合、一度の測定で、既存の引張強さ、伸び率など、弾性関連物性だけでなく、つまり、得られた、Ｓｔｒａｉｎ  ｖｓ  Ｓｔｒｅｓｓグラフから上記で定義したスプレッディンググラジエント値を測定し、これを標準試片の値と比較して、衝撃関連物性も導き出すことができるようになる。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、前記プラスチック樹脂成形品の物性評価方法は、前記プラスチック樹脂試片の複素弾性率を測定する段階をさらに含んでもよい。
【００２７】
つまり、スプレッディンググラジエント値だけで衝撃関連物性を予測できるが、複素弾性率値とともに利用する場合、もっと正確に衝撃関連物性を導き出すことができ、それに加えて、加工性および屈曲強さ値も容易に予測できる。
【００２８】
また、前記複素弾性率値を測定した以後、前記プラスチック樹脂試片のスプレッディンググラジエント値対比複素弾性率値を測定する段階をさらに含んでもよい。
【００２９】
より具体的には、前記段階は、測定したスプレッディンググラジエント値と複素弾性率値に下記数式１を導入して進行することができる。
【００３０】
【数２】
0006595093.tif 000003
【００３１】
前記数式１において、
Ｘは（１０^６Ｐａ／ｍ単位で測定した）スプレッディンググラジエント値を意味し、
Ｙは（１０^８Ｐａ単位で測定した）複素弾性率値を意味し、
ａは標準試片のスプレッディンググラジエント値であり、
ｂは標準試片の複素弾性率値である。
【００３２】
図２は、プラスチック樹脂試片において、スプレッディンググラジエント対比複素弾性率値を示す分布図である。
【００３３】
図２を参考にすれば、各試片のスプレッディンググラジエント値と複素弾性率値を示し、標準試片のスプレッディンググラジエント値と複素弾性率値を利用して、これを中心にする円の方程式により、物性を評価することが可能であることを明確に確認できる。
【００３４】
本発明の評価方法は、成形品の形態に製造される多様なプラスチック高分子樹脂に対して適用可能である。
【００３５】
また、ＡＳＴＭ  １２３８によって測定した、溶融流れ指数（ＭＩ）は約５ないし約１０ｇ／１０分、好ましくは、約７ないし約８ｇ／１０分である、プラスチック樹脂を対象とすることができる。
【００３６】
本発明の他の一実施形態によれば、ＡＳＴＭ  １２３８によって測定した、荷重下の溶融流動率比（ＭＩ5／ＭＩ2.16）の値が約３ないし約４、好ましくは約３．１ないし約３．５のプラスチック樹脂を対象とすることができる。
【００３７】
本発明の他の一実施形態によれば、ＡＳＴＭ  １５０５によって測定した密度値が約０．９ないし約１ｇ／ｃｍ3、好ましくは約０．９５０ないし約０．９７０ｇ／ｃｍ3である、プラスチック樹脂を対象とすることができる。
【００３８】
そして、具体的には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ（メト）アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ウレタンエポキシ系樹脂、ウレタンアクリル系樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、およびポリエステル系樹脂など、衝撃強さが必要とされる製品を製造するための多様な熱硬化性または熱可塑性プラスチック樹脂をその対象とすることができるが、熱可塑性プラスチック樹脂を対象とする場合、もっと正確な評価結果を示すことができ、その中でも、ポリエチレンおよびポリプロピレン樹脂など、ポリオレフィン系樹脂をその対象とすることが望ましい。
【００３９】
以下、本発明の具体的な実施形態を通して、発明の作用および効果について詳述する。ただし、このような実施形態は発明の例として提示したものにすぎず、これによって発明の権利範囲が決められるものではない。
【００４０】
<実施例>
プラスチック樹脂試片の準備
下記表１の物性値を有するポリエチレン樹脂を４０℃の真空オーブンで一晩乾燥し、ツインスクリュー押出機（ｔｗｉｎ  ｓｃｒｅｗ  ｅｘｔｒｕｄｅｒ、ＢＡ−１９、製造会社ＢＡＵＴＥＣＨ）を用いてペレット形態に製造した。
【００４１】
圧縮して得られたペレット形態の樹脂を再び４０℃の真空オーブンで一晩乾燥した後に試片製造機（Ｘｐｌｏｒｅ  ５．ｃｃ  ｍｉｃｒｏ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）を利用して、２３０℃でＮ2  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ８ｂａｒで３０秒、１０ｂａｒで３０秒の条件でｄｏｇ  ｂｏｎｅ試片を製作した（長さ：２．７ｉｎ、幅：０．１２５ｉｎ（中央、最小値）、０．２７ｉｎ（末端、最大値）、厚さ：０．１２５ｉｎ）
準備された試片の基本物性は次の通りである。
【００４２】
１）密度
ＡＳＴＭ  １５０５によって測定した。
【００４３】
２）溶融指数（ＭＩ）：
１９０℃で、ＡＳＴＭ  １２３８によって測定した。
【００４４】
【表１】
0006595093.tif 000004
【００４５】
物性評価
実施評価例
スプレッディンググラジエント測定
前記準備された試片に対して、Ｚｗｉｃｋ社のＺ０１０万能試験機（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）を利用して２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定し、前述した方法によってスプレッディンググラジエント値を求めて、合計５回試験の平均値を結果として表示した。
【００４６】
複素弾性率の測定：
Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｃａｈｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓを利用して測定した。
【００４７】
比較評価例
加工性（Ｓｐｉｒａｌ  ｆｌｏｗ）測定
ＡＳＴＭ  Ｄ３１２３によって、測定した。
【００４８】
耐衝撃性評価１：
平均厚さ２ｍｍ、体積２０Ｌの円柱型かごを製作して、水をいっぱい満たしてキャップを閉じた後、２ｍ高さから垂直落下させて、耐衝撃性を評価した。同じ実験を１０回繰り返して、評価サンプルが全く割れない場合は上、１０回中で１回または２回割れた場合は中、３回以上割れた場合は下と評価した。
【００４９】
耐衝撃性評価２：
前記７−１と同じ条件で、円柱型かごを横にした状態で垂直落下させて、耐衝撃性を評価した。同じ実験を１０回繰り返して、評価サンプルが全く割れない場合は上、１０回中で１回または２回割れた場合は中、３回以上割れた場合は下と評価した。
【００５０】
耐衝撃性評価３：
２ｍｍ厚さの円板試片を製作し、下面が開かれた居置台に固定した後、２１．２ｋｇ、ＳＵＳ材質のダーツを１ｍ高さから垂直落下させ、１０回繰り返して、試片が貫通されたり割れる回数で、耐衝撃性を評価した。
【００５１】
図３は、プラスチック樹脂成形製品の衝撃強さテスト結果を示すイメージである。図３を参照すれば、円板形態の試片が貫通された状態と割れた状態を確認できる。
【００５２】
屈曲強さ：
ＡＳＴＭ  Ｄ７９０によって測定した。
【００５３】
前記測定結果を下記表２に整理した。
【００５４】
【表２】
0006595093.tif 000005
【００５５】
前記表２で、比較評価例を参考にすれば、前記実施例の化合物の場合、耐衝撃性評価で全て優れた結果を示していることを確認でき、加工性および屈曲強さも大体的に優れていることを確認できる。
【００５６】
これに対し、実施評価例で、実施例１ないし６の試片は、スプレッディンググラジエント値が約４．８ないし約８．８に測定されることを確認でき、比較例はこの範囲を逸脱することを確認できるが、比較例の場合、比較評価例での耐衝撃性実験結果が実施例に比べて大体的に良くないことを明確に確認できる。
【００５７】
図２は、前記実施例および比較例の試片で、スプレッディンググラジエント対比複素弾性率値を示す分布図である。
【００５８】
図２を参照すれば、実施例の場合、スプレッディンググラジエント対比複素弾性率値が、標準試片の値から、半径５に相当する領域に全てが含まれて分布していることが分かり、比較例の場合、当該領域外に分布していることを確認できる。
【００５９】
特に、比較例４の場合、耐衝撃性評価では、全て良好な結果を示しているが、実施例に比べて加工性が低下したことを確認でき、特に屈曲強さ値が実施例に比べて約２０％ほど低下したことを確認できる。
【００６０】
つまり、実施評価例でのように、既存の基本物性測定機器を利用して、スプレッディンググラジエント値だけを測定するとしても、別途の実験なしに耐衝撃性に関する物性を容易に導出できることを確認でき、また、複素弾性率値も一緒に考慮して、数式１の値を適用してみれば、耐衝撃性関連物性だけでなく、加工性および屈曲強さ値もある程度導出できることを確認できる。
【符号の説明】
【００６１】
１００  弾性領域
２００  降伏点
３００  極小点
４００  第２極大点
５００  切断点
【図１】
0006595093.tif 000007
【図２】
0006595093.tif 000008
【図３】
0006595093.tif 000009