KR0134306B1 - 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법 - Google Patents
분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 플라스틱 착색용이나 원착섬유 제조시에 사용되는 분산성이 우수한 카본블랙 마스터 배치의 제조방법에 대한 것으로, 펠릿 형태의 베이스 수지를 10내지 50㎛ 크기를 갖는 카본블랙와 혼련시켜 1차 카본블랙 마스터 배치를 제조하고, 상기 마스터 배치를 300㎛ 이하의 입자크기로 분쇄한 다음 상기 분쇄물에 파우더 또는 비드 타입의 카본블랙을 10 내지 30 중량% 추가로 혼합 및 혼련시켜서 제조한다.
본 발명에 따른 제조방법은 상온에서 베이스 수지를 그레뉼이나 파우더 형태로 분쇄시키게 되므로 카본블랙과의 혼합효과는 물론 분산성도 우수한 특징이 있다.
Description
본 발명은 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 플라스틱 착색용이나 원착섬유 제조시에 사용되는 카본블랙 마스터 배치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스터 배치는 카본블랙과 같은 겉보기 밀도가 낮은 첨가제에 대해서 환경오염방지나 작업성 향상 등의 이점 때문에 많이 이용되고 있다.
플라스틱이나 난염성 섬유인 폴리에스테르 섬유를 착색하기 위한 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 여러가지 방법이 제안되어 있는데, 즉, 플라스틱 펠릿과 적당량의 안료를 직접 열용융 혼합해서 착색된 펠릿을 만들거나 융점이 낮은 저분자 물질의 왁스류를 사용하여 분산성이 향상된 마스터 배치를 제조하여 산업적으로 이용하여 왔다.
하지만, 전자의 방법은 카본블랙을 분산시키기가 어려운 문제가 있고, 후자의 방법은 왁스류와 베이스 수지와의 비상용성 문제가 있고, 또 왁스류가 포함되므로 그로부터 제조된 플라스틱 제품의 외관이 좋지 못하거나 원착섬유의 경우 실의 물성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 이러한 분산성의 문제를 해결하기 위하여 여러가지 분산제를 사용하려는 시도가 있었고, 분산제를 사용하는 대신에 수지를 그레뉼 또는 파우더 타입으로 하면 수지 표면적이 증가되어 수지와 섞이는 첨가제와의 접촉면이 넓어져서 분산이 용이할 것이라는 이론도 제안된 바 있었다. 하지만, 이론적으로 섞이는 물질인 카본블랙과 같은 크기의 플라스틱 입자, 즉 플라스틱 펠릿을 그레뉼 또는 파우더 타입으로 만들어 수지의 표면적을 증가시켜 분산성을 향상시키려고 하였지만, 실제로 합성수지가 접착성을 갖고 있기 때문에 펠릿의 형상변경이 어려워 공업적으로 생산하기 위한 크기에는 한계가 있었다.
예를 들어 대한민국 특허공고 제 83-1091호에서는 폴리에스테르 수지의 크기를 1.5 내지 2cm로 한다고 제안하고 있으며, 대한민국 특허공고 제 93-12008호에서는 냉동분쇄시키는 방법을 제안하고 있지만, 상기와 같은 방법들은 모두 가공시 비용이 많이 드는 문제가 있을 뿐 아니라 특히 냉동분쇄의 경우 상온에서 칩이 갖는 접착성 등으로 형상 변경이 어려워 공업적인 생산에 어려움이 따랐다.
이에 본 발명은 종래와 같이 펠릿형태의 베이스 수지를 냉동분쇄하지 않고 상온에서 카본블랙과 함께 그레뉼이나 파우더 크기 정도로 분쇄시키고 추가로 카본블랙을 다시 혼합시킴으로써 이들의 혼합효과를 극대화할 수 있고, 분산성도 우수한 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 방법에 있어서, 펠릿 형태의 베이스 수지를 10 내지 50㎛ 크기를 갖는 카본블랙과 혼련시키는 단계와; 상기 혼련물을 300㎛이하의 입자크기로 분쇄하는 단계와; 상기 분쇄물에 파우더 또는 비드 타입의 카본블랙을 10 내지 30 중량% 추가로 혼합 및 혼련시켜서 되는 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 방법인 것이다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 분산성이 우수한 고농도의 카본블랙 마스터 배치를 제조하기 위한 것으로, 그 방법은 1차 카본블랙 마스터 배치의 제조와 2차 카본블랙 마스터 배치 제조단계로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 4개 이하의 니딩(kneading) 지역을 가지는 스크류조합의 열용융 혼련기의 1차 투입구를 통해서 펠릿형태의 베이스 수지를 투입하고 2차 투입구로는 입자 크기가 10 내지 50㎛의 크기를 갖는 카본블랙을 30중량% 이하로 투입하여 분당 100 내지 400의 회전속도와 250 내지 270℃의 가공온도하에서 훈련한다.
이때, 스크류 조합이나 회전속도, 가공온도 등을 조절하여 분산성이 불량한 30중량% 이하로 카본블랙을 함유하는 1차 카본블랙 마스터 배치를 제조한다.
이와 같이 만들어진 분산성이 좋지 않은 1차 카본블랙 마스터 배치는 카본블랙의 첨가제가 펠릿형태의 베이스 수지의 점착성을 떨어뜨리게 되어 펠릿 자체가 쉽게 부서지는 성질도 갖게 된다.
본 발명에서는 이러한 성질을 이용하여 상기 1차 카본블랙 마스터 배치를 상온에서 롤밀을 이용하여 300㎛이하로 분쇄시켜서 얻어진 미세한 카본블랙을 포함하는 분쇄된 고분자 입자에 파우더 타입 또는 비드 타입의 카본블랙을 10 내지 30중량%를 추가로 혼합하고, 이것을 프리 믹싱하고 혼련기에 투입하여 본 발명에서 목적으로 하는 분산성이 우수한 2차 카본블랙 마스터 배치를 제조한다.
이때, 분쇄된 베이스 수지의 입자 크기는 가능한한 혼합되는 카본블랙의 입자와 차이가 없도록 하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 상기 프리믹싱 단계나 그 후의 단계에서 이미 잘 알려진 분산제, 커플링제 또는 열안정제 등을 추가로 사용할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 마스터 배치로부터 제조된 원착 섬유의 적조현상을 없애기 위하여 이미 잘 알려져 있는 바와 같이, 프탈로시아닌과 같은 안료나 다른 청색 염료 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예1]
2개의 니딩지역을 가지는 열용융 스크류 컴파운딩의 1차 투입구로 펠릿 타입의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)수지를 다음 표1에 나타낸 양으로 투입하고 입자 크기가 25㎛인 비드타입의 카본블랙(Printex U: 대구사제, 겉보기 비중: 0.41g/cm2)을 다음표 1에 나타낸 양으로 2차 투입구를 통해 투입하여 분당 300의 회전속도와 260℃의 가공온도에서 열용융 혼합에 의해 분산성이 좋지 않은 1차 카본블랙 마스터 배치를 만들었다.
이것을 롤밀로 분쇄하여 입자 크기가 200㎛ 이하가 되도록 한 후, 여기에 다음 표 1과 같은 양의 비드타입의 카본블랙과 실란계 커플링제를 1중량%를 추가로 혼합한 다음, 믹서기에서 혼합하여 프리믹싱물을 만들었다.
이것을 컴파운딩기에 투입하여 펠릿 형태로 최종물인 2차 카본블랙 마스터 배치를 제조하였다.
이렇게 하여 제조된 카본블랙 마스터 배치를 부라벤더(Brabender)사의 소형성형기인 플라스티코더(Plasti-corder)를 이용하여 여과시험 방법(500 메쉬 필터를 사용)을 이용하여 카본블랙의 분산성을 간접적으로 측정하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예2]
상기 실시예 1의 2차 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 단계에서 카본블랙의 사용량을 다음 표 1과 같이 대체하는 것 이외에는 상기 실시예1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예3]
상기 실시예 1에서, PET 수지의 양과 1차 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 단계에서의 카본블랙의 사용량을 다음 표 1과 같이 대체하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예4]
상기 실시예 1에서 PET의 사용량, 1차 카본블랙 마스터 배치의 제조단계에서의 카본블랙의 사용량 및 2차 카본블랙 마스터 배치의 제조단계에서의 카본블랙의 사용량을 다음 표 1과 같이 대체하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예5]
상기 실시예 1에서 비드타입의 프린텍스 U 카본블랙 대신에 파우더 타입의 프린텍스 U 카본블랙(겉보기 비중 : 0.16g/cm2)을 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 대신에 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)수지를 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
다음 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리에틸렌테레프탈레이트 70중량%에 카본블랙 30중량%를 열용융에 의해 컴파운딩하여 마스터 배치를 제조하였다.
그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
Claims (2)
- 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 방법에 있어서, 펠릿 형태의 베이스 수지를 10 내지 50㎛ 크기를 갖는 카본블랙와 혼련시켜 1차 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 단계와; 상기 마스터 배치를 300㎛이하의 입자크기로 분쇄하는 단계와; 상기 분쇄물에 파우더 또는 비드 타입의 카본블랙을 10 내지 30 중량% 추가로 혼합 및 혼련시켜 2차 카본블랙 마스터 배치를 제조하는 단계로 이루어지는 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 1차 마스터 배치에서 카본블랙의 함량은 30중량% 이하인 것을 특징으로 하는 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940013598A KR0134306B1 (ko) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019940013598A KR0134306B1 (ko) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR960000968A KR960000968A (ko) | 1996-01-25 |
| KR0134306B1 true KR0134306B1 (ko) | 1998-04-20 |
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Family Applications (1)
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| KR1019940013598A KR0134306B1 (ko) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 분산성이 우수한 고농도 카본블랙 마스터 배치의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0134306B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106867183A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-20 | 广州润锋化工有限公司 | 一种树脂直接注塑成型用高光黑色母粒及其制备方法 |
| KR20240057485A (ko) | 2022-10-24 | 2024-05-03 | 김동춘 | 표면개질된 카본블랙 또는 다중벽 탄소 나노튜브를 포함하는 기능성 마스터 배치 조성물 및 그 제조방법 |
-
1994
- 1994-06-16 KR KR1019940013598A patent/KR0134306B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960000968A (ko) | 1996-01-25 |
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