KR920007571B1 - 폴리 아세탈 라이터 몸체의 제조방법 - Google Patents

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Description

폴리 아세탈 라이터 몸체의 제조방법

제1도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 전형적인 담배 라이터 몸체의 사시도이다.

제2도는 제1도의 담배 라이터의 저면도이다.

본 발명은 폴리아세탈 수지로부터 담배 라이터 몸체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 특정물성을 지니는 폴리옥시메틸렌 조성물을 사출 성형시켜서 만든 중공(中空)담배라이터 몸체에 관한 것이다.

반복되는 -CH2O- 단위를 포함하는 옥시메틸렌 중합체가 여러해 동안 공지되어 왔다. 이러한 중합체들은 포름알데히드의 고리형 삼합체인 트리옥산의 중합이나 또는 무수포름알데히드의 중합체 의해 제조될 수 있다.

특별한 강성을 갖는 고분자량의 옥시메틸렌 중합체는 플루오르화 붕소, 그 자체 및 산소 또는 황이 공여체(donor) 원자인 유기 화합물과 플루오르화 붕소와의 배위 착 물을 포함하는 플루오르화 붕소 함유 촉매와 같은 양이온 촉매의 존재하에 트리옥산을 중합해서 제조될 수 있다.

조성물을 성형하는데 있어서의 옥시메틸렌 중합체의 유용성은 공지되어 있다. 옥시메틸렌 중합체는 많은 우수한 성질을 가지며 여러가지 산업적 적용에 적합하다. 그러한 적용중 하나가 옥시메틸렌 중합체 조성물의 사출성형에 의한 담배 라이터의 형성이다. 담배 라이터 몸체는 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 실린더형 용기로서, 라이터 유체(fluid)의 공급원 및 불꽃-형성 메카니즘(mechanism)의 지지체로 작용한다.

옥시메틸렌 중합체의 많은 바람직한 성질들은 이러한 중합체들이 높은 결정질이라는 사실에서 유래한다. 그러나, 이런 중합체의 얇은 부분을 현미경으로 조사해보면, 융해된 금속의 고형화 동안 형성되는, 다른 수측값들, 뒤틀림, 및 내부 응력을 산출하는 비균질성의 거친 구과(球顆)상 구조가 있다는 것을 또한 알수 있는데, 이는 제조되는 성형품의 치수에 변화를 가져온다. 따라서, 옥시메틸렌 중합체의 결정화를 보다 균일하게 해 주고 조절해주기 위해 옥시메틸렌 중합체 조성물에 핵생성제를 도입시키는 것이 공지되어 있다. 많은 핵생성제들이 본 분야에 공지되어 있는데, 일예로서 미합중국 특허 제3,775,363호에는 옥시메틸렌 성형수지에 대한 핵생성제로서의 바늘 모양의 칼슘 메타 실리케이트가 개시되어 있다.

성형된 물품의 제조에 있어서 고려되어야만 하는 옥시메틸렌 중합체의 또 다른 물성은 그런 중합체의 유동의 용이성이다. 따라서, 어떤 작용에 있어서는 높여진 온도에서 쉽게 유동하는 중합체를 얻는 것이 바람직한 반면에 다른 적용에 있어서는 그러한 유동에 저항하는 중합체를 얻는 것이 바람직하다. 멜트 인댁스(melt index)는 분자량에 관련되는데, 중합체의 유동성의 용이함을 지시해 준다.

중합체의 시료를 표준 실린더내에서 표준 온도인 190℃로 가열하고 0.20995cm(0.0825인치)의 지름과 0.8001cm(0.315인치) 길이의 표준 오리피스 (orifice)를 통해 2.160kg의 표준 하중하에서 표준 기간동안 힘을 가하고 이 기간 동안 오리피스를 통과하는 중합체의 무게를 재어 멜트 인덱스를 결정한다. 결과는 10분당 g으로 기록된다. 실험은 ASTM D-1238-57T에서 자세하게 설명된다.

멜트 인덱스 값이 낮은 경우에 일반적으로 멜트 인덱스(10X)가 사용되는데, 표준 하중이 10배 증가하며 21.60kg인 것을 제외하곤 같은 방식으로 결정된다.

옥시메틸렌 중합체로부터 성형된 물품을 만드는데 있어, 그 물품의 원하는 디자인 규격을 만족시키기 위해서는, 충격 강도등과 같은 특정한 기계적 성질을 만족시키거나 성형 단위의 치수에 있어서의 변화를 피하는 것이 중요한 치수 안정성 물품을 제공하도록 옥시메틸렌 중합체의 물리적 성질들의 특별한 조합이 선택되어야만 한다. 옥시메틸렌 중합체로부터 담배 라이터 몸체를 만드는 경우가 바로 그러하다. 전형적으로, 이런 담배 라이터 몸체는 원형 실린더이거나, 더 바람직하게는, 약 1.27cm(0.5인치)의 경과 약 0.1524cm(0.06인치) 두께를 갖는 타원형 단면의 실린더이다. 사출 성형에 의해 옥시메틸렌 중합체로부터 그런 담배 라이터 몸체를 대량으로 생산하는데 있어서, 선택된 옥시메틸렌 중합체가 충분한 충격 강도를 가지며 바람직한 기본 치수의 라이터 몸체를 연속적으로 산출해내는 것이 필요하다. 예컨대, 몸통의 지름에 있어서의 균일성이 불꽃 형성 메카니즘(mechanism)에 적절하다.

따라서 본 발명의 목적은 강도 요건과 임계적 치수 요건을 충족 시킬 수 있는 담배 라이터 몸체로 사출성형시키기 위해 바람직한 물리적 성질을 갖는 옥시메틸렌 중합체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 균일한 치수를 갖는 담배 라이터 몸체로 사출 성형 시킬 수 있는 옥시메틸렌 성형(molding) 조성물을 제공하여 그런 라이터 몸체를 대량 생산하는 것이다.

본 발명자들은 27.0-40.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 폴리아세탈 조성물을 사출성형시킴으로써 담배 라이터 몸체의 임계적 치수 규격이 만족될 수 있음을 발견하였다. 또한 최소한 27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 비핵생성 옥시메틸렌 중합체 조차도 균일한 기본 치수를 갖는 담배 라이터 몸체로 사출 성형 될 수 있음을 발견하였다. 폴리아세탈 수지 조성물로부터 치수안정 물품을 성형 산출하기 위하여는 조성물에 핵생성제를 첨가하는 것이 필요하다고 생각되었던 점에 비추어 이러한 발견은 매우 예기치 못한 것이다.

본 발명에 따라서, 최소한 약 27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 핵생성 또는 비핵생성 옥시메틸렌 중합체를 사출성형시켜, 대량 조립에 요구되는 임계 기본 직경 요건을 만족시켜주는 직경을 가로질러 놓여진 강화 리브를 가진 원형 또는 타원형 단면의 중공 실린더형 담배 라이터 몸체를 제조하는 것에 제공된다.

본 발명의 담배 라이터 몸체를 성형하는데 사용되는 옥시메틸렌 중합체가 당 분야에서 공지되어 있다. 중합체는 반복되는 기 또는 단위, 즉 -CH2-O-를 갖는 것으로 특징화 된다. 여기에서 사용된 옥시메틸렌 중합체란 용어는 반복되는 단위의 적어도 약 50%를 이루는 -CH2-O-기를 갖는 옥시메틸렌 중합체 예컨대 단 중합체, 삼원공중합체 등과 같은 것이라면 어느 것이나 포함한다고 본다.

전형적으로, 단중합체는 포름 알데히드의 고리형 삼원공중합체인 트리옥산을 중합하므로써 또는 무수포름 알데히드를 중합하므로써 제조된다. 예컨대, 고분자량의 폴리옥시메틸렌은 불소화 안티몬과 같은 일종의 불소화물 촉매의 존재하에 트리옥산을 중합하므로써 제조될 수 있으며, 또한 유기화합물과의 불소화 붕소 배위 착체로 구성된 촉매의 사용함에 의하여 빠른 반응 속도와 고수율로 제조될 수도 있다. 이는 Hudgin 및 Berardinelli에 의해 1957년 10월 21일에 출원된 미국특허출원 제691,143호에 기술되어 있다.

단중합체는 Dolce 및 Berardinelli에 의한 미합중국 특허 3,133,896에 기술된 것과 같은 안정화제 화합물의 도입이나 말단-캐핑(capping)에 의하여 열적 분해에 대해 일반적으로 안정화된다.

본 발명의 성형 조성물로서 사용하기에 특히 적합한 옥시메틸렌 중합체는 옥시메틸렌 공중합체로서 이는 walling 등의 미합중국 특허 3,027,352에 기술된 바와 같이 예컨대, 에틸렌 옥사이드, 디옥솔란 등의 적어도 두개의 인접한 탄소원자를 갖는 여러가지 고리형의 에테르와 트리옥산을 공중합시킴으로써 제조될 수 있다.

본 발명의 성형 조성물에 사용될 수 있는 특히 적합한 옥시메틸렌 공중합체는 대개 비교적 높은 수준의 중합체 결정도, 즉 약 70-80%의 결정도를 갖는다. 이런 바람직한 옥시메틸렌 공중합체는 근본적으로 (a) -O CH2-기와 (b) 군데 군데 삽입된 일반식

의 기로 구성된 반복 단위를 갖는다.

상기식에서 각 R1과 R2는 수소, 저급 알킬 및 할로겐-치환 저급 알킬 라디칼로 구성된 군에서 선택되고 각 R3는 메틸렌, 옥시메틸렌, 저급 알킬 및 할로 알킬-치환 메틸렌, 그리고 저급 알킬 및 할로 알킬 치환 옥시메틸렌 라디칼로 구성된 군에서 선택되며, n은 0-3의 정수이다.

각 저급 알킬 라디칼은 1-2개의 탄소원자를 갖는 것이 바람직하다. (a)의 -O CH2-단위는 반복되는 단위의 약 85-99.9%를 구성한다. 공중합체를 생산하기 위한 공중합의 단계동안 인접한 탄소원자를 갖는 고리형 에테르의 고리를 열므로써, 예컨대 산소-탄소 결합을 깨뜨리므로써, 공중합체에 (b)의 단위를 혼합시킬 수 있다.

바람직한 구조의 공중합체는 최소한 두개의 인접한 탄소원자를 갖는 고리형 에테르 약 0.1-15몰%와 함께 트리옥산을 중합시킴으로써 제조될 수 있으며, 루이스 산(예컨대, BF3, PF5 등) 또는 다른 산들(예컨대, HClO4, 1% H2SO4 등)과 같은 촉매의 존재하에 중합하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 바람직한 옥시메틸렌 공중합체를 만드는데 사용된 고리형 에테르는 하기 일반식으로 표현되는 화합물들이다.

상기식에서 각각의 R1과 R2는 수소, 저급 알킬 및 할로겐치환 저급 알킬 라디칼로 구성된 군에서 선택되고 각 R3는 메틸렌, 옥시메틸렌, 저급 알킬 및 할로 알킬-치환 메틸렌, 그리고 저급 알킬 및 할로 알킬-치환 옥시 메틸렌 라디칼로 구성된 군에서 선택되며, n은 0에서 3까지 정수이다. 각 저급 알킬 라디칼은 1-2개의 탄소원자를 갖는 것이 바람직하다.

바람직한 옥시메틸렌 공중합체의 제조에 사용되는 바람직한 고리형 에테르는 다음 일반식의 에틸렌 옥사이드와 1,3-디옥솔란이다.

여기에서 n은 0-2의 정수를 나타낸다. 사용될 수 있는 다른 고리형 에테르는 1,3-디옥산, 트리메틸렌 옥사이드, 1,2-프로필렌 옥사이드, 1,2-부틸렌 옥사이드, 1,3-부틸렌 옥사이드 및 2,2-디-(클로로메틸)-1,3-프로필렌 옥사이드이다.

바람직한 옥시메틸렌 공중합체를 제조하는데 사용되는 바람직한 촉매는 상기 언급되었던 삼플루오르화 붕소로 이는 walling등의 특허에서 전에 언급되었던 것과 같다. 중합 조건들, 사용되는 촉매의 양 등과 같은 것에 관련된 보다 많은 정보를 얻기 위하여 상기 특허를 참고로 하였다.

바람직한 에테르로부터 만들어지는 옥시메틸렌 공중합체는, 본질적으로 옥시메틸렌기와 옥시에틸렌기가 약 6대 1에서 약 1000대 1까지의 비율로 구성되어 있는 구조를 갖고 있다.

옥시메틸렌 공중합체는 최소한 150℃의 융점을 갖는 열가소성 물질이 바람직하며, 약 180-200℃의 온도에서 분쇄하거나 가공 처리할 수 있는 것이 보통이다. 이들은 적어도 10,000의 수평균 분자량을 갖는다. 바람직한 옥시메틸렌 공중합체는 적어도 1.0의 고유 점도를 갖는다. (이는 알파피넨 2중량%를 함유하는 p-클로로 페놀내의 0.1중량% 용액에서 60℃에서 측정된 것이다).

옥시메틸렌 공중합체는 충분하게 미리 안정화된 옥시메틸렌 공중합체가 바람직하다. 그런 안정화 방법으로는 중합체 사슬의 분자 말단부를 각 말단부에 있어서 상대적으로 안정한 탄소-탄소 결합이 존재하게 되는 지점까지 분해시킴으로써 안정화 형태를 취하는 것이다. 예컨대, 그런 분해는 Berardinelli에 의한 미합중국 특허 3,219,623에 개시된 가수분해에 의하여 수행될 수 있다.

필요한 경우에는, 당업자들에게 공지된 방법에 의해 옥시메틸렌 공중합체의 말단부가 캐핑 될 수도 있다. 바람직한 엔드-캐핑(end-capping) 방법은 초산나트륨 촉매의 존재하에서 무수초산과 함께 아세틸화 시키는 것이다. 옥시메틸렌 공중합체에 있어서, 이는, 예컨대, 옥시메틸렌 공중합체의 제조시에서와 같은 트리옥산과 고리형 에테르 및/또는 고리형 아세탈을 하기 일반식의 디글리시드와 같은 이작용기 화합물인 제3의 단량체와 반응시켜 제조될 수 있다.

상기식에서 Z는 탄소-탄소 결합, 산소원자, C1-8의 옥시-알콕시, 바람직하게는 C2-4의 옥시알콕시를 나타내는데, 이는 또한 C4-8의 옥시시클로 알콕시거나 또는 바람직하게는 각기 1-2개의 탄소원자를 갖는 2-4개의 반복되는 기의 옥시-폴리(저급알콕시)기 일 수도 있다. 그러한 화합물의 예로써 에틸렌 디글리시드, 2몰의 글리시드와 1몰의 포름 알데히드 디옥산 또는 트리옥산의 디글리시딜 에테르 및 디에테르, 또는 2몰의 글리시드와 1몰의 C2-8 바람직하게는 C2-4의 지방족 디올, 또는,

C4-8의 시클로 지방족 디올의 디에테르등을 들수 있다.

적합한 이작용기 화합물의 예로는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 시클로 부탄-1,3-디올, 1,2-프로판-디올, 시클로 헥산-1,4-디올 및 2-디메틸-4-디메틸-시클로 부탄-1,3-디올의 디글리시딜 에테르 등을 들 수 있는데, 가장 바람직한 것은 부탄 디올 디글리시딜 에테르이다.

일반적으로, 트리옥산, 고리형 에테르 및/또는 고리형 아세탈과 최소한 하나의 이작용기 디글리시드 화합물의 삼원 공중합체를 제조하는데 있어서, 삼원 공중합체 형성에 사용되는 단량체의 총 중량을 기준으로 99·89-89.0중량%의 트리옥산, 0.1-10중량%의 고리형 에테르 및/또는 고리형 아세탈과 0.01-1중량%의 이작용기 화합물의 비율이 바람직하다. 이와 같이 얻어진 삼원 공중합체는 특히 우수한 압출능을 갖으며, 반드시 흰색이라는 특징을 나타낸다. 삼원 공중합체 중합은 상기 언급된 양적인 비율의 삼단량체를 사용하는 한편, 괴상, 용액 또는 현탁 중합법과 같은 공지 방법에 따라 수행될 수 있다. 용매로서는 불활성 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소 또는 에테르를 사용하는 것이 바람직하다. 어떤 경우에는, 삼원 공중합체 제조에 사용되는 단량체 혼합물의 총 중량을 기준으로 99.85-89.5중량%의 트리옥산, 0.1-10중량%의 환형 에테르 또는 환형 아세탈 0.05-0.5중량%의 디글리시딜 에테르 양적 비율을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다.

트리옥산을 기제로 한 삼원 공중합체의 중합은 트리옥산이 결정화되지 않는 온도, 즉, 사용된 용매에 따라 -50-100℃의 온도, 및 용매가 없는 상태에서는 20-100℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.

트리옥산을 기제로 하는 삼원 공중합체 중합 촉매로는 양이온성 중합을 일으킬 수 있는 모든 물질들이 사용되며, 예컨대, 유기 또는 무기산, 산 할로겐화물 및 바람직하게는 루이스산을 들 수 있다. 후자의 예중 플루오르화 붕소 및 그 복합 화합물, 예컨대, 플루오르화 붕소의 에테레이트(etherates)를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 디아조늄 플루오로보레이트가 바람직하다.

촉매의 농도는 촉매의 성질과 삼원 공중합체의 의도된 분자량에 따른 한계내에서 변화 가능하다. 촉매의 농도는 총 단량체 혼합물을 기준으로 0.0001-1중량%의 범위내가 바람직하다.

촉매 물질드은 삼원 공중합체를 분해시키려 하기 때문에, 촉매 물질은 중합 후에 예컨대, 암모니아 또는 메탄올 성 또는 아세톤성 아민 용액으로 곧 바로 중화시키는 것이 바람직하다.

불안정한 말단 헤미아세탈기는 다른 옥시메틸렌 중합체에 대하여 공지된 바와 같은 방법으로 삼원 공중합체로부터 제거될 수 있다. 바람직하게는, 삼원 공중합체를 100℃-200℃의 온도 범위에서 수성 암모니아에 현탁시키는 것인데, 필요한 경우에는, 메탄올 또는 n-프로판올과 같은 팽윤제의 존재하에 현탁시킨다. 다른 방법으로는, 삼원 공중합체를 100℃ 이상의 온도에서 알카리 매질내에 용해시킨 다음 재침전 시킨다. 적합한 용매의 예로는 벤질 알콜, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 또는 60중량%의 메탄올과 40중량%의 물의 혼합물을 들수 있다. 알칼리성 반응을 하는 적합한 화합물의 예로는 암모니아 및 지방족 아민을 들수 있다.

용매가 없는 상태에서의 용융상태에서, 안정화제의 존재하에 삼원 공중합체의 말단기를 열적으로 안정화시키는 것 또한 가능하다.

한편, 삼원 공중합체는, 촉매(예컨대, 지방족 또는 방향족 아민)의 존재 또는 부재하에서, 삼원 공중합체의 중량을 기준으로 1-50% 범위의 양으로 물과 함께 이종 가수분해될 수도 있다. 삼원 공중합체 혼합물은 특정기간의 시간동안 약 170-250℃범위의 온도에서 유지된 다음, 물로 세척되고 건조되거나 원심분리된다.

원한다면, 결과 생성된 성형 종성물과 이로부터 성형된 물품의 충격 강도의 향상을 포함하는 바람직한 성질에 실질적으로 영향을 미치지 않는 한, 가소제, 포름알데히드 스캐빈저(scavengers), 성형 윤활제, 산화 방지제, 충전제, 착색제, 보강제, 광(光)안정화제, 안료, 및 기타 안정화제등을 포함하는 옥시메틸렌 중합체를 사용하는 것 또한 본 발명의 범위내에 속한다.

적합한 포름알데히드 스캐빈저에는 시아노구아니딘, 멜아민, 폴리아미드, 아민-치환 트리아진, 아미딘, 우레아, 칼슘, 마그네슘 등의 히드록실 염, 카르복실산의 염, 금속 산화물 및 수산화물이 있다. 바람직한 포름알데히드 스캐빈저는 시아노구아니딘이다. 적합한 성형 윤활제는 알킬렌 비스스테아르아미드, 장쇄 아미드, 왁스, 오일 및 폴리에테르 글리시드 등이 있다. 바람직한 성형 윤활제로는 아크라왁스 C란 상표명하에(Acrawax C) 글리코케미칼(Glyco Chemical) 회사로부터 나온 사업적으로 구입가능한 알킬렌 비스스테아르 아미드가 있다. 바람직한 산화방지제는 힌더드(hindered) 비스페놀이다. 특히 시바-게이지(Ciba-Geigy) 회사로부터 이르가녹스(Irganox) 259란 상표명하에 상업적으로 구입 가능한 1,6-헥사메틸렌 비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)가 바람직하다.

본 발명의 따른 담배 라이터 몸체의 제조에 유용하다고 생각되는 옥시메틸렌 중합체 조성물안에 임의적으로 포함되는 통상적인 첨가제에는 핵생성제가 있다. 핵생성제는 옥시메틸렌 중합체의 균일한 결정화를 얻기위해 전형적으로 첨가된다. 본 발명에 따르면, 무기이건 유기이건 간에 핵생성제는, 최소한 27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 옥시메틸렌 중합체 성형 조성물이 핵생성제 없이도 치수안정 성형품을 산출할 수 있으므로, 그 사용이 임의적이다.

옥시메틸렌 중합체의 결정화 속도가 향상되어야만 하는 경우에는, 몇몇 예에서, 핵생성제의 첨가는 허용 될 수 있다. 이처럼, 핵생성제가 결정도 및/또는 성형된 물품의 물리적 성질을 향상시키기 위해 첨가되어야만 하는 그런예에서, 약 3.5중량% 까지의 양으로서 핵생성제의 첨가가 허용될 수 있으며 담배 라이터 몸체로 사출 성형되었을 때 임계 치수 요건을 충족시킬 옥시메틸렌 중합체 조성물을 여전히 산출시킬 수 있다.

약27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 그런 옥시메틸렌 중합체만이 필요한 치수를 갖는 담배 라이터 몸체로 계속해서 사출 성형될 수 있다는 것이 알려졌다. 멜트 인덱스는 중합체의 분자량에 관련되어 있으며 그 분야에 공지된 여러가지 작용 매개 변수를 잘 조정하므로써 조절된다. 예컨대, 바람직한 멜트 인덱스를 갖는 옥시메틸렌 중합체는 셀콘(Celcon)이라는 상표명하에 셀라네스(Celanese)회사로부터 상업적으로 구입이 가능하다. 27g/10분을 넘는 멜트 인덱스를 갖는 옥시메틸렌 중합체 또한 본 발명에 유용하며, 따라서 약 40g/10분까지의 멜트 인덱스를 갖는 옥시메틸렌 중합체가 본 발명에서 사용될 수 있다고 사료된다.

본 발명에 따른 옥시메틸렌 중합체 조성물로부터 형성된 담배 라이터 몸체는 환형, 바람직하게는 타원형 단면을 갖는 실린더 형태의 중공 몸체이다. 이런 담배 라이터 몸체는 제1도와 2도의 참고번호(10)으로 나타나 있다. 도면 제2도에서 나타난 바와 같이 타원형 단면을 갖는 담배 라이터 몸체의 경우, 가늘고 긴 외경 또는 X-축을 따른 기부의 외경은 약 2.54cm(약 1인치) 정도이고 반면 짧거나 또는 Y-축을 따른 외경은 약 1.27-1.905cm(0.5-0.75인치)정도이다. 벽(12)의 두께는 약 0.127-0.1788cm(0.05-0.07인치)정도이며 담배 라이터 몸체(10)의 길이는 약 7.62cm(3인치)정도이다. 제1도의 참고번호(14)로 표시된 구조는 라이터 몸체(10)의완전하게 성형된 성분이며 완성된 라이터의 불꽃 형성 메카니즘에 대한 지지체를 형성한다. 제2도에서 보듯이, 몸체(10)은 벽(12)와 일체로 성형되며 직경을 가로질러 놓여진 강화 리브(16)을 포함한다.

전형적인 성형 작업에서, 담배 라이터 몸체는 인걸졸-랜드(Ingersoll-Rand) 300톤, 32톤스 왕복 스크루(screw) 사출 성형기에서 성형될 수 있다. 이 기계는 절연된 런너시스템(runner system)에 의해 공급되는 24개의 공동(cavity) 주형이 장비되어 있다. 작동중 호퍼(hopper)를 통해 수지 펠릿(pellets)이 기계로 공급되어, 스크루의 계량 부분에 이르게 되며 그 다음 스크루의 회전에 의해, 가열된 배럴(barrel) 아래로 전달된다. 가소화된 수지가 스크루의 앞부분에 도달했을 때, 램의 역할을 하는 스크루에 의해 고압하에서 주형에 주입된다. 주형 안에서, 옥시메틸렌 중합체는 결정화되고 부분적으로 냉각된다. 성형된 물품은 주형으로부터 분리 저장되고 더 나아가 냉각되고 결정화가 이루어진다. 전형적인 성형조건으로는 20-22초 주기, 121.1-232.2℃(250-450℉)의 용융 온도, 37.8-121.1℃(100-250℉)의 주형 공동 온도 및 5,000-25,000psi의 사출 압력을 들 수 있다.

[실시예 1]

제1도 및 2도에 나타난 바와 같이 여러가지 옥시메틸렌 중합체 조성물들을 제조하여 담배 라이터 몸체로 사출 성형시켰다. 조성물들은 멜트 인덱스 및 핵생성제의 존재 또는 부재여부가 상이하다. 사출 성형은 인걸졸-랜드(Ingersoll-Rand) 300톤, 32온스 왕복 스크루 사출 성형기에서 행하였다. 성형 조건으로는, 20-22초 주기, 193.3℃(380℉)의 용융 온도, 71.1℃(160℉)의 주형 공동 온도 및 16,000psi의 사출 압력을 택하였다. 각 조성물로부터 형성된 50 라이터의 몇 %가 적어도 1.24cm(0.487인치), I.D.의 몸통 지름을 가질것인가를 결정하기 위해 조성물을 시험하였다. 특정 배합물 및 결과는 표 1에 나와 있다.

표 1에서 보는 바와 같이, 멜트 인데스(M.I.)=27.0(샘플 F)의 비핵생성 옥시메틸렌 중합체 조성물이 가장 일관된 생산물을 산출하였다. M.I.=27.0의 핵생성 옥시메틸렌 조성물인 샘플 A는 치수 요건을 충족시키는데 있어 충분하지 못하였으나 보다 낮은 멜트 인덱스를 갖는 샘플 BJ 및 K의 비교 배합물과는 양호하게 비교된다.

[표 1]

1. 옥시메틸렌 공중합체; M.I.=9.0

2. 옥시메틸렌 공중합체; M.I.=14.0

3. 옥시메틸렌 공중합체; M.I.=27.0

4. 가지달린 옥시메틸렌 삼원 공중합체

5. 듀폰트 포름알데히드 단일중합체; M.I.=14

Claims (6)

1. 최소한 27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 옥시메틸렌 공중합체를 포함하는 옥시메틸렌 중합체 조성물을 리브강화 관체를 일체로 형성할 수 있도록 조형된 모울드 내에 주입시켜 상기 모울드로부터 상기 관체를 취출시키는 것으로 구성되는, 직경을 가로질러 놓은 강화리브를 갖춘 중공 담배 라이터 몸체의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 옥시메틸렌 중합체가 약 27.0g/10분의 멜트 인덱스를 갖는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 옥시메틸렌 중합체가 하기 (ⅰ)-(ⅲ)으로 구성된 군으로 선택된 방법; (ⅰ) 옥시메틸렌 단중합체; (ⅱ) 약 85-99.9%의 반복되는 -OCH2- 기와, 군데군데 삽입되어 있는 하기 일반식의 기로 구성되며 최소한 10,000의 수 평균 분자량과 최소한 150℃의 융점을 갖는 옥시메틸렌 공중합체;

   

   여기에서 각 R1과 R2는 수소, 저급 알킬 및 할로겐-치환 저급 알킬 라디칼로 구성된 군에서 선택되며, 각 R₃는 메틸렌, 옥시메틸렌, 저급 알킬 및 할로 알킬-치환 메틸렌과 저급 알킬 및 할로 알킬 치환 옥시메틸렌 라디칼로 구성된 군에서 선택되며, n은 0-3까지 정수임. 단 각 저급 알킬 라디칼은 1-2개의 탄소원자를 포함한다.

   (ⅲ) 트리옥산, 고리형 에테르 및/또는 고리형 아세탈과 하기 일반구조식의 디글리시드의 반응 생성물질 옥시메틸렌 삼원 공중합체.

   

   여기에서 Z는 탄소-탄소 결합, 산호, C1-8의 옥시 알콕시 및 옥시폴리(저급 알콕시)로 구성된 군에서 선택된다.
4. 제3항에 있어서, 상기 옥시메틸렌 중합체가 상기 옥시 몌틸렌 공중합체인 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 담배 라이터 몸체가 1.27-1.905cm(0.5-0.75인치)의 외경을 갖는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 담배 라이터 몸체가 타원형 단면을 갖는 실린더형태의 방법.

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