KR100564278B1 - 마스터배치 펠릿 혼합물 - Google Patents

마스터배치 펠릿 혼합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비중이 1.8∼3.5인 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 비중이 0.5∼1.6인 저비중 마스터배치 펠릿군(B)의 혼합물에 관한 것이다. 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)은 비중이 상이한 m종류의 주상(柱狀) 마스터배치 펠릿으로 구성되며, 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 비중이 상이한 n종류의 주상 마스터배치 펠릿으로 구성된다. 또한, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A) 및 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 하기 식 (1)을 만족한다:
(식 (1))
Figure 112004050058657-pct00011
.
마스터배치, 펠릿, 성형물, 고비중, 저비중

Description

마스터배치 펠릿 혼합물 {MASTERBATCH PELLET MIXTURE}
본 발명은 마스터배치 펠릿 혼합물에 관한 것이다.
본원 발명은 2003년 4월 30일에 출원한 일본특허출원 제2003-125095호에 대해 우선권을 주장하여, 그 내용을 본 명세서에 원용한다.
수지 재료에 염료, 안료, 첨가제 등의 배합제를 첨가, 혼합할 때에 목적으로 하는 농도의 혼합물을 얻기 위해, 우선 소량의 수지 재료에 배합제 전량을 첨가한 다음, 적절하게 분산 혼합시킨 고농도의 배합물을 조정하고, 이 혼합물에 대량의 수지 재료를 첨가하여 목적으로 하는 농도의 혼합물을 얻는 방법을 수행할 수 있다. 전술한 방법은 분산 혼합 공정을 단시간에 수행할 수 있고, 공정의 관리가 용이하다는 등의 이점이 있다. 전술한 바와 같은 고농도의 배합물을 마스터배치라고 한다. 공지된 마스터배치를 예시하면, 상기 수지 재료로서 열가소성 수지를 이용하는 경우, 상기 열가소성 수지에 배합제를 고농도로 첨가 혼합하여, 균일하게 혼련한 펠릿(pellet)형의 마스터배치를 들 수 있다. 본 발명에서는 마스터배치의 농도를 원하는 농도로 조정하는 수지를 피첨가 수지로 한다.
마스터배치 펠릿의 사용 방법은, 혼합물을 성형기에 공급하기 전에, 텀블러(tumbler)형 믹서 등과 같은 혼합기를 이용하여 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠 릿을 미리 혼합한 다음, 상기 혼합물을 성형기에 공급하는 방법이 일반적이다.
상기 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠릿의 혼합물을 성형기에 공급하는 방법을 예시하면 자연 낙하식, 공기 수송식 방법 등이 있다. 상기 펠릿 혼합물을 성형기에 공급할 때에는 수송 거리나 방법에 따라, 서로 혼합된 펠릿이 분리되어 불균일해지고, 그 결과, 성형물의 조성이 불균일하게 되어 균일한 색이나 기능을 갖는 제품을 생산할 수 없게 된다는 문제점이 있다. 종래에는 전술한 바와 같은 펠릿의 분리를 방지하기 위해 모든 펠릿의 형상이나 크기를 같은 정도로 하는 방법을 이용하는 것이 일반적이었다.
또한, 펠릿의 분리를 방지하기 위한 다른 방법으로서, 하기와 같은 방법이 있다. 즉, 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠릿을 미리 혼합하지 않고서, 각각의 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠릿을 별개의 공급기를 이용하여 성형기에 공급하고, 상기 성형기의 재료 공급구 직전에서 상기 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠릿을 혼합하는, 별도의 공급기를 이용하는 방법이다. 이 방법을 이용하면, 마스터배치 펠릿과 피첨가 수지 펠릿의 혼합 공정이 성형기의 재료 공급구 직전에서 수행되기 때문에 펠릿의 분리를 억제할 수 있다.
그러나, 근래 들어 성형물의 고기능화가 진행됨에 따라, 이러한 고기능화에 필요한 첨가제를 함유한 마스터배치의 종류가 증가하고 있다. 또한, 다양한 색상의 성형물이 요구됨에 따라, 색상을 내는 데 필요한 염료나 안료를 함유한 마스터배치의 종류 역시 증가하고 있다. 그런데, 전술한 별도의 공급기를 이용하는 방법의 경우, 마스터배치의 종류와 동일한 개수의 공급기가 필요하기 때문에, 생산 라 인을 구축하는 데 드는 설비비가 매우 높아진다는 문제점이 있다. 따라서, 설비비를 감소시키기 위해서는 공급기의 수를 줄일 수밖에 없고, 전술한 바와 같이 복수 개의 마스터배치 펠릿 및 피첨가 수지 펠릿을 믹서 등을 이용하여 균일하게 혼합하고, 상기 펠릿 혼합물을 성형기에 공급할 수밖에 없는 실정이다.
그러나, 전술한 바와 같이, 여러 종류의 마스터배치 펠릿을 혼합하는 경우에는 펠릿의 형상, 크기, 비중 등의 차이나 정전기의 영향에 의해 펠릿끼리 분리되어 혼합물이 불균일하게 되는 문제가 있다. 특히, 비중차가 큰 마스터배치 펠릿끼리 혼합한 경우, 펠릿간의 분리 현상이 심하게 나타나, 큰 문제가 되고 있다. 펠릿의 형상 차이나 정전기로 인해 발생한 분리 현상에 대해서는 펠릿의 형상 및 크기를 조정하거나 대전 방지제를 첨가함으로써 어느 정도 방지할 수 있다. 그러나, 마스터배치 펠릿의 비중은 첨가되는 첨가제, 염료, 안료 등에 따라 상이하다. 때문에, 각종 마스터배치 펠릿의 비중을 전부 동일하게 하기 곤란하다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로서, 피첨가 수지 펠릿 1개 당 평균 중량(Wa)에 대한 마스터배치 펠릿 1개 당 평균 중량(Wb)의 중량비(Wb/Wa)를 0.45∼0.95로 설정하는 방법이 있다(예를 들면, 일본 특개평7-102155호 공보 참조). 그러나, 이 방법에서는 각각의 펠릿 1개 당 평균 중량을 일정한 범위로 해야 할 필요가 있으며, 평균 중량을 합하기 때문에 비중이 높은 펠릿의 크기는 작게, 비중이 낮은 펠릿의 크기는 크게 할 필요가 있다. 전술한 바와 같이, 비중이 상이한 펠릿끼리 크기가 상이하기 때문에 펠릿의 분리 현상을 충분히 방지할 수 없었다. 특히, 비중이 높은 펠릿은 크기가 작기 때문에, 펠릿의 분리 현상이 더욱 심각해지는 문제가 있었다.
또한, 각종 마스터배치 펠릿으로 이루어진 혼합물에 있어서, 상기 혼합물 중 펠릿의 겉보기 비중 최대치와 최소치의 차를 O.5 g/㎤ 이하로 제한한 마스터배치 펠릿 혼합물이 제안된 바 있다. 그리고, 이처럼, 겉보기 비중을 조정하기 위해, 각각의 펠릿에 발포제나 고비중 충전재를 첨가하는 방법이 기재된 바 있다(예를 들면, 일본 특개평7-216099호 공보 참조). 그러나, 전술한 방법에 따르면, 마스터배치 펠릿에 발포제를 첨가한 경우, 성형물 표면에 은조흔(silver streak)(발포제에 잔존하는 가스가 성형물과 금형 사이에 침입하여, 성형물 표면에 줄무늬상(筋狀)의 흔적을 남겨 표면이 거칠어지는 현상)이 발생하거나 성형한 필름에 구멍이 생기는 등의 성형 불량이 발생하는 문제가 있다. 한편, 마스터배치 펠릿에 고비중 충전재를 첨가한 경우, 고비중 충전재에는 중금속을 포함하는 것이 많기 때문에, 환경적 측면을 고려할 때, 첨가할 수 있는 물질이 한정된다는 문제가 있다. 또한, 이들 발포제나 고비중 충전재를 첨가하는 경우에는 성형물의 색상에 영향을 끼치므로 바람직하지 않았다.
또한, 마스터배치 펠릿 및 피첨가 수지 펠릿을 블렌더나 믹서로 혼합하지 않고, 정량 공급 장치를 이용하여 성형기의 스크류(screw) 상부에 직접 공급하는 방법이 기재된 바 있다(예를 들면, 일본 특개평11-279282호 공보 참조). 그러나, 상기 방법에서는 펠릿을 균일하게 성형기에 공급하기 때문에, 상기 펠릿의 형상 및 크기를 일정한 범위로 한 다음, 상기 펠릿들간의 비중차를 작게 할 필요가 있으며, 특히 비중이 큰 산화티탄을 첨가한 마스터배치 펠릿은 펠릿간의 비중차를 작게 하 기 위해, 마스터배치 중 산화 티탄의 함유량을 50 질량% 정도로 제한할 필요가 있고, 배합의 자유도가 손상된다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 고비중의 마스터배치 펠릿과 저비중의 마스터배치 펠릿의 혼합물을 이용하는 경우에도, 상기 마스터배치 펠릿 혼합물을 성형기에 공급할 때에 펠릿이 분리되지 않고 균일한 혼합 상태를 유지하여 안정적인 공급이 가능하고, 이에 따라 조성이 균일한 성형물을 얻을 수 있는 마스터배치 펠릿 혼합물을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 마스터배치 펠릿 혼합물에서 비중이 다른 마스터배치 펠릿을 고비중인 것과 저비중인 것으로 분류하여, 마스터배치 펠릿의 가늘기를 나타내는 값으로서, 펠릿의 높이를 밑면적(底面積)으로 나눈 값을 산출하여, 고비중인 것의 가늘기값과 저비중인 것의 가늘기값 차가 일정한 범위에 있으면, 펠릿이 분리되지 않고 안정하게 성형기에 공급될 수 있으며, 조성이 균일한 성형물을 얻을 수 있음을 발견했다.
본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은, 비중이 1.8∼3.5인 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 비중이 0.5∼1.6인 저비중 마스터배치 펠릿군(B)의 혼합물이다. 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)은 제1종부터 제m종까지, 비중이 상이한 m종(種)의 주상(柱狀) 마스터배치 펠릿으로 구성되며, 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 제1종부터 제n종까지, 비중이 상이한 n종의 주상(柱狀) 마스터배치 펠릿으로 구성된다. 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 하 기 식 (1)을 만족한다:
(식 (1))
Figure 112004050058657-pct00001
.
상기 식 (1)에서 각각의 기호는 하기와 같다:
m: 1∼10의 정수,
n: 1∼10의 정수,
p: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 주상 마스터배치 펠릿의 종 번호,
q: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 주상 마스터배치 펠릿의 종 번호,
Hp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 제p종의 주상 마스터배치 펠릿의 높이(㎜),
Sp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 제p종의 주상 마스터배치 펠릿의 밑면적(㎟),
Rp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)의 전체 질량에 대한 제p종의 주상 마스터배치 펠릿의 질량의 비율,
Hq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 제q종의 주상 마스터배치 펠릿의 높이(㎜),
Sq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 제q종의 주상 마스터배치 펠릿 의 밑면적(㎟),
Rq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)의 전체 질량에 대한 제q종의 주상 마스터배치 펠릿의 질량의 비율.
또한, 상기 마스터배치 펠릿이 직방체(直方體)(四角柱)인 경우에는 상기 직방체의 한 정점에 접하는 세 변 중에서 가장 긴 변의 길이를 높이로 하고, 나머지 두 변이 포함된 면을 밑면으로 할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명은 고비중의 마스터배치 펠릿과 저비중의 마스터배치 펠릿의 혼합물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 마스터배치 펠릿 혼합물을 성형기에 공급할 때에, 펠릿이 분리되지 않고 균일한 혼합 상태를 유지하여, 상기 펠릿을 안정하게 공급할 수 있어, 조성이 균일한 성형물을 얻을 수 있는 마스터배치 펠릿 혼합물에 관한 것이다.
본 발명에 이용되는 마스터배치는 열가소성 수지에 염료, 안료, 첨가제 등을 고농도로 첨가하여 분산시킨 것으로서, 주상(柱狀) 펠릿이다. 또한, 상기 마스터배치 1종에 복수 개의 염료, 안료 및 첨가제 등이 첨가되어 있어도 무방하다. 그리고, 본 발명에서 "주상"이란, 기둥형으로서, 원주, 사각주, 삼각주, 다각주(多角柱) 등의 다양한 기둥을 포함할 수 있다. 본 발명에 바람직한 주상은 원주 또는 사각주이다.
상기 마스터배치에 이용되는 열가소성 수지는 피첨가 수지와 동일한 종류의 수지 또는 피첨가 수지와 상용되는 수지가 바람직하며, 또한, 상온에서 고체이고 마스터배치의 가열 용융 시에 열분해, 열에 의한 열화를 일으키지 않는 것이 바람직하다. 이러한 열가소성 수지를 예시하면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐, 폴리디사이클로펜타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리아세트산비닐 수지; 폴리스티렌 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르수지; 폴리아미드 수지; 에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 공중합체; 폴리락트산 등의 생분해성 수지 등을 들 수 있다. 또한, 전술한 것 이외의 수지이더라도, 첨가된 첨가제의 분산성이 양호하고 상기 피첨가 수지와의 상용성이 좋은 것이면 특별히 한정되지 않는다. 본 발명에서는 상기 마스터배치에, 상기 열가소성 수지를 1종만 첨가할 수도 있고, 2종 이상 병용하여 첨가할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 마스터배치와 혼합되는 피첨가 수지로서, 상기 마스터배치에 이용되는 열가소성 수지로서 예시한 것을 이용할 수 있다. 아울러, 열가소성 엘라스토머(elastomer), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene)-폴리카보네이트 등의 폴리머 합금(polymer alloy), 유리 섬유나 탈크(talc) 등의 체질 안료에 의해서 복합화된 열가소성 복합 재료 등 역시 상기 피첨가 수지로서 이용할 수 있다. 상기 마스터배치에, 상기 피첨가 수지를 1종만 첨가할 수도 있고, 2종 이상 병용하여 첨가할 수도 있다.
상기 마스터배치에 첨가되는 염료 또는 안료로서는 염료, 유기 안료 및 무기 안료를 특별한 제한 없이 이용할 수 있다. 상기 염료를 예시하면, 염기성 염료, 산성 염료 등의 수용성 염료; 아조계, 페릴렌(perylene)계 등의 유용성(油溶性) 염료; 형광 염료; 전자 소자에 사용되는 기능성 염료 등을 들 수 있다. 또한, 상기 유기 안료를 예시하면, 불용성 아조, 축합 아조, 금속 착염 아조, 벤즈이미다졸론 등의 아조계 안료; 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린 등의 프탈로시아닌계 안료, 안트라퀴논계 안료, 인디고계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 퀴노프탈론(quinophthalone)계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 이소인돌리논계 안료, 금속 착염계 안료, 메틴(methine)·아조메틴계 안료, 디케토피롤로피롤계 안료 등의 다환계(多環系) 안료 등을 들 수 있다. 또한, 상기 무기 안료를 예시하면, 산화티탄 등의 티탄계 안료; 철단, 황색 산화철, 철흑(鐵黑) 등의 산화철계 안료; 코발트 블루, 티탄 옐로우 등의 복합 산화물계 안료; 황연(黃鉛) 등의 크롬산염계 안료; 카드뮴 옐로우 등의 황화물계 안료; 군청 등의 규산염계 안료; 카본 블랙 등을 들 수 있다. 또한, 상기 무기 안료로서, 축광 안료(蓄光顔料), 형광 안료 등의 기능성 안료 또한 예로 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 마스터배치에, 전술한 염료 또는 안료를 1종만 첨가할 수도 있고, 2종 이상 병용하여 첨가할 수도 있다.
상기 마스터배치에 첨가되는 첨가제를 예시하면, 체질 안료, 충전제, 분산제, 산화 방지제, 광안정제, 슬립제(slip agent), 대전 방지제, 가공보조제, 블록킹억제제, 자외선 흡수제, 결정핵제, 발포제, 항균제, 난연제 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 마스터배치에, 상기 첨가제를 1종만 첨가할 수도 있고, 2종 이상 병용하여 첨가할 수도 있다.
본 발명에 이용되는 마스터배치 펠릿의 제조 방법으로서, 예를 들면, 원하는 색상이나 기능을 나타낼 수 있도록, 열가소성 수지, 염료, 안료, 각종 첨가제 등을 혼합하여, 상기 혼합물을 용융, 혼련한 다음, 직경이 약 1∼5 ㎜인 다이 구멍을 5∼30개 갖는 다이 헤드를 구비한 압출기로부터 스트랜드(strand)형으로 토출하여, 그 스트랜드형 물질을 수조에서 냉각한 다음, 펠릿화 장치로 절단하고 부형(賦型)하는 스트랜드 컷 방식이 있다. 또한, 상기 마스터배치 펠릿은 전술한 스트랜드 컷 방식 이외에, 핫 컷(hot cut) 방식 또는 시트 컷(sheet cut)법 등에 따라 제조할 수 있다. 본 발명에서, 상기 열가소성 수지와 염료, 안료 및 각종 첨가제를 용융, 혼련하는 용융 혼련기는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 이용되는 용융 혼련기를 예시하면, 단축 압출기, 2축 압출기 등의 연속 압출기; 밴버리 믹서(banbury mixer), 교반기 등의 배치식 혼련기; 3개 롤 밀 및 2개 롤 밀 등을 이용할 수 있다. 부형이 불가능한 혼련기를 이용하는 경우에는 FR 압출기(feeder-ruder extruder) 등의 용융 혼련물을 단순히 부형하는 기계를 이용하여 부형함으로써, 상기 마스터배치 펠릿을 제조할 수 있다.
본 발명에 이용되는, 비중이 1.8∼3.5인 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 마스터배치 펠릿을 예시하면 하기의 것을 들 수 있다. 아울러, 하기에 예시한 것 이외의 것이어도 비중이 1.8∼3.5이면, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성할 수 있다.
<펠릿군(A)의 펠릿예>
열가소성 수지로서 저밀도 폴리에틸렌(비중 0.92)을 이용한 경우: 65∼85 질량% 정도의 산화티탄(비중 4.2), 65∼85 질량% 정도의 티탄 옐로우(비중 4.5) 및 60∼80 질량% 정도의 철단(비중 5.2)을 배합한 마스터배치 펠릿.
열가소성 수지로서 폴리스티렌(비중 1.05)을 이용한 경우: 55∼85 질량% 정도의 산화티탄(비중 4.2), 55∼85 질량% 정도의 티탄 옐로우(비중 4.5) 및 50∼80 질량% 정도의 철단(비중 5.2)을 배합한 마스터배치 펠릿.
열가소성 수지로서 폴리카보네이트(비중 1.19)를 이용한 경우: 50∼85 질량% 정도의 산화티탄(비중 4.2), 50∼85 질량% 정도의 티탄 옐로우(비중 4.5) 및 45∼80 질량% 정도의 철단(비중 5.2)을 배합한 마스터배치 펠릿.
열가소성 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(비중 1.39)를 이용한 경우: 35∼85 질량% 정도의 산화티탄(비중 4.2), 35∼85 질량% 정도의 티탄 옐로우(비중 4.5), 30∼80 질량% 정도의 철단(비중 5.2)을 배합한 마스터배치 펠릿.
한편, 본 발명에 이용되는, 비중이 0.5∼1.6인 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 마스터배치 펠릿의 예를 들면, 열가소성 수지로서 상기 저밀도 폴리에틸렌(비중 0.92), 폴리스티렌(비중 1.05), 폴리카보네이트(비중 1.19) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(비중 1.39) 중 1종을 이용하고, 유기 안료(비중 1.6) 또는 카본 블랙(비중 1.8)을 배합한 것 등을 들 수 있다. 또한, 이들 마스터배치 펠릿은 배합 비율에 관계 없이 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물에 포함되는, 적어도 1종의 펠릿을 포함하는 고비중 마스터배치 펠릿군(A)은 m가지 종류, 즉, 1∼10 종류의 펠릿으로부터 임의로 구성될 수 있으며, 적어도 1종의 펠릿을 포함하는 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 n가지 종류, 즉, 1∼10 종류의 펠릿으로부터 임의로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)이 상기 식(1)을 만족하는 경우에는 팰릿군(A)와 팰릿군(B)의 질량비가 어떠한 질량비라도 된다. 바람직한 예를 들면, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A):상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)= 10:90∼90:10(질량비)이다. 그리고, 더욱 바람직게는 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A):상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)= 20:80∼80:20(질량비)이다.
상기 식 (1)에서, 하기 식 (2)의 값이 1.5∼13(㎜-1)의 범위이고, 하기 식 (3)의 값이 0.5∼1.5(㎜-1)의 범위인 것이 바람직하다:
(식 (2))
Figure 112004050058657-pct00002
,
(식 (3))
Figure 112004050058657-pct00003
.
상기 식 (1)에서, 바람직하게는, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 각각의 주상 마스터배치 펠릿의 높이(Hp)가 2.0∼6.0 ㎜의 범위이고, 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 각각의 주상 마스터배치 펠릿의 높이(Hq)가 0.5∼3.0 ㎜의 범위이고, 이들 각각의 주상 마스터배치 펠릿의 밑면적(Sp 및 Sq)은 각각 0.1∼2.3 ㎟의 범위이다. 보다 바람직하게는, 상기 높이(Hq)가 1∼1.5 ㎜의 범위이다.
본 발명에 이용되는 마스터배치 펠릿의 크기를 전술한 바와 같이 작게 함으로써, 통상의 크기(높이: 3 ㎜, 밑면적: 7 ㎟ 정도)를 갖는 마스터배치 펠릿에 비해 성형물의 조성이 불균일하게 되는 것을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 상기 마스터배치 펠릿이 전술한 바와 같은 작은 크기를 가짐으로써, 펠릿 1개 당 질량이 작아지기 때문에 계량 정밀도를 높일 수 있어, 보다 정밀하게 배합할 수 있으며, 배합 조성의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은 종래의 마스터배치 펠릿과 마찬가지로, 상기 피첨가 수지 펠릿과 혼합하고, 성형기에 의해 성형물로 가공될 수 있다. 상기 마스터배치 펠릿 혼합물의 성형 방법은 목적으로 하는 성형물의 형상에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 필름 라미네이트 적층체 등을 성형하는 경우에는 접촉압 성형법(impression molding), T-다이 성형법 등을 이용할 수 있다. 또한, 파이프나 창틀 등을 성형하는 경우에는 용융시킨 수지를 형상을 갖는 다이에 통과시켜 연속적인 성형물을 얻는 압출 성형법을 이용할 수 있다. 그리고, 자동차 범퍼나 보틀 캡(bottle cap) 등과 같은 복잡한 형상을 갖는 성형물을 성형하는 경우에는 개폐식으로 작동하는 성형 몰드의 캐비티(cavity)(금형)에 용융 수지를 단속적으로 사출하는 사출 성형법을 이용할 수 있다. 또한, 보틀 용기나 석유 탱크 등을 성형하는 경우에는 연속으로 압출된 용융 수지를 고압 공기로 블로잉할 수 있는 중공(中空) 성형법을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은 일반적인 마스터배치 가공 방법에 따라, 1종류의 마스터배치로 재가공될 수 있다. 이 마스터배치 재가공 공정(「리펠릿화」라고도 칭함)에 사용되는 혼련기는 특별히 한정되지 않는다. 한번 분산 가공된 마스터배치를 다시 혼련하는 것이기 때문에, 혼련력이 낮은 혼련기이더라도 충분히 사용될 수 있다. 예를 들면, 단축 압출기, 2축 압출기 등의 연속 압출기; 밴버리 믹서, 교반기 등의 배치식 혼련기; 3개 롤 밀 및 2개 롤 밀 등을 이용할 수 있다. 부형이 불가능한 혼련기를 이용하는 경우에는 FR 압출기 등과 같은, 용융 혼련물을 단순히 부형하는 기계를 이용하여 부형함으로써 상기 마스터배치 펠릿을 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하되, 본 발명은 이들 실시예의 범위에 한정되지 않는다. 또한, 제조예 및 표 1∼표 4에서의 「부」는 질량 기준이다.
〈제조예 1: 산화티탄 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
산화티탄(듀폰사에서 제조한 「타이퓨어 R-103」) 70부, 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한「선왁스 161P」) 5부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한「NUC-8009」) 25부, 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부를, 2축 압출기(다이 직경 3.5 ㎜)를 이용하여 180℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 이 스트랜드를 수조에서 냉각시킨 다음, 펠렛화 장치로 절 단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(백(白) 1∼백 15)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(백 1∼백 15)에 대해, 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써 상기 펠릿의 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿 크기 및 비중을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
〈제조예 2: 철단 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 산화철계 안료인 철단(토다철단사에서 제조한 「120ED」) 70부 및 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한「선왁스 161P」) 30부를 120℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀로 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 철단 컬러 베이스를 제조하였다. 제조된 철단 컬러 베이스 57부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「NUC-8009」) 43부, 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부를, 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 160℃에서 용융 혼련하였다. 이 용융 혼련된 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(차1 및 2)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(차(茶) 1 및 차 2)에 대해, 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써 상기 펠릿의 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿 크기 및 비중을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
〈제조예 3: 퀴나크리돈계 안료 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 퀴나크리돈계 안료(다이니혼잉키가가쿠고교 가부시키가이샤에서 제조한 「퍼스트겐스파렛드 500RS」) 50부, 및 저분자량 폴리에틸렌 왁스 (三洋化成社에서 제조한「선왁스 161P」) 50부를 120℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀을 이용하여 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 퀴나크리돈 컬러 베이스를 제조하였다. 제조된 퀴나크리돈 컬러 베이스 60부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「NUC-8009」) 40부, 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스1076」) 0.1부를, 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 160℃에서 용융 혼련하였다. 이 용융 혼련된 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(적(赤) 1)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(적 1)의 크기 및 비중을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
〈제조예 4: 카본 블랙 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 카본 블랙 안료(미쓰비시 화학에서 제조한 「MA-100」) 30부 및 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한「선왁스 161P」) 70부를 120℃에서 용융 혼련하고, 상기와 같이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀로 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 카본 블랙 컬러 베이스를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 카본 블랙 컬러 베이스 67부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「NUC-8009」) 33부, 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부를, 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 160℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련된 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주 상의 마스터배치 펠릿(흑(黑) 1)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(흑 1)의 크기 및 비중을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
〈제조예 5: 산화티탄 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
산화티탄(듀폰사에서 제조한 「타이퓨어 R-104」) 70부, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌 파우더(일본유니카사에서 제조한 「NUCG-4371」) 30부, 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부, 스테아르산칼슘(다이니혼잉키가가쿠고교 가부시키가이샤에서 제조한 「스테아르산칼슘」) 0.05부, 및 대전 방지제(花王社에서 제조한 「전기스트리퍼 TS-2」) 0.1부를, 패럴형 연속식 믹서를 이용하여 200℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 200℃에서, 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(백 16∼백 18)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(백 16∼백 18)에 대해, 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 펠릿의 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿 크기 및 비중을 표 3에 나타낸다.
〈제조예 6: 프탈로시아닌계 유기 안료 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 프탈로시아닌계 유기 안료인 시아닌그린(다이니혼잉키가가쿠고교 가부시키가이샤에서 제조한 「퍼스트겐스퍼 GREENS」) 55부 및 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한 「선왁스161P」) 45부를 120℃에서 용융 혼련하고, 상기와 같이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀로 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 시아닌그린 칼라 베이스를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 시아닌그린 칼 라 베이스 5.5부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「NUC-8009」) 94.5부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부를, 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 160℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 후, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(녹(綠) 1)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(녹 1)의 크기 및 비중을 표 3에 나타낸다.
〈제조예 7: 이소인돌린계 안료 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 이소인돌린계 안료(클라리언트사제의「그래프톨옐로-H2R」)50부 및 저분자량 폴리에틸렌왁스(三洋化成社에서 제조한 「선왁스 161P」) 50부를 120℃에서 용융 혼련하고, 상기와 같이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀로 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 인돌린 컬러 베이스를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 이소인돌린 컬러 베이스 6부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「NUC-8009」) 94부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 0.1부를, 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여 160℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(황(黃) 1)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(황 1)의 크기 및 비중을 표 3에 나타낸다.
〈제조예 8: 산화티탄 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
2축 압출기(다이 직경 3.5 ㎜)를 이용하여, 산화티탄(듀폰사에서 제조한 「타이퓨어 R-103」) 70부, 폴리프로필렌(일본폴리올레핀사에서 제조한 「PMA60Z」)30부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1010」) 0.1부를 200℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(백19 및 백20)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(백 19 및 백 20)에 대해, 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 각각의 펠릿 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈제조예 9: 티탄 옐로우 안료 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
2축 압출기(다이 직경 4.0 ㎜)를 이용하여, 복합 산화물 안료인 티탄 옐로우 안료(일본펠로우사에서 제조한 「42-118A」) 50부, 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한 「선왁스 161P」) 10부, 파우더형 폴리프로필렌(미쓰이쓰미토모 폴리올레핀사에서 제조한 「J604P」) 40부 및 산화 방지제(아사히덴카사에서 제조한 「AO-80」) 0.1부를 180℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(황 2 및 황 3)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(황 2 및 황 3)에 대해 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 각각의 펠릿의 크기를 바꾸었다. 각 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈제조예 10: 카본 블랙 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
밴버리 믹서 타입의 혼련기를 이용하여, 오일퍼니스 카본 블랙(미쓰비시 화학에서 제조한 「MA-100」) 40부, 저밀도 폴리에틸렌(일본폴리올레핀사에서 제조한 「제이렉스 JF424S」)60부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1076」) 1부를 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 feeder-ruder타입 부형기를 이용하여, 직경이 3 ㎜인 구형(球形)의 카본 블랙 컬러 베이스를 제조하였다. 단축 압출기(T형 다이: 폭 100 ㎜×두께 2.5 ㎜)를 이용하여, 상기와 같이 제조된 카본 블랙 컬러 베이스 50부 및 저밀도 폴리에틸렌(일본폴리올레핀사에서 제조한 「JF424S」) 50부를 160℃에서 용융 혼련하였다. 이 용융 혼련한 것을 T형 다이로부터 시트상으로 토출하여, 카본 블랙을 함유한 수지 시트를 얻었다. 상기 시트를 시트 컷법에 따라 커터로 재단하고, 각주상의 마스터배치(흑 2 및 흑 3)를 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(흑 2 및 흑 3)에 대해 각각 커터를 조정함으로써, 각각의 펠릿 크기를 바꾸었다. 각각의 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈제조예 11: 철단 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
교반기를 이용하여, 산화철계 안료인 철단(토다철단사에서 제조한 「120ED」) 70부 및 저분자량 폴리에틸렌 왁스(三洋化成社에서 제조한 「선왁스 161P」) 30부를 120℃에서 용융 혼련하고, 이 용융 혼련한 것을 3개 롤 밀로 더욱 혼련한 다음, 냉각, 분쇄하여 철단 컬러 베이스를 제조하였다. 단축 압출기(다이 직경 3.0 ㎜)를 이용하여, 상기와 같이 제조된 철단 컬러 베이스 5.7부, 폴리프로필렌( 일본 폴리올레핀사에서 제조한 「PMA60Z」) 94.3부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1010」) 0.1부를 200℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(차 3 및 차 4)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(차 3 및 차 4)에 대해 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 각각의 펠릿 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈제조예 12: 산화 방지제 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
2축 압출기(다이 직경 3.5 ㎜)를 이용하여, 산화 방지제(아사히덴카사에서 제조한 「PEP-36」) 10부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「PES-20」) 90부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1010」)0.1부를 150℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(산화 방지제 1 및 산화 방지제 2)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(산화 방지제 1 및 산화 방지제 2)에 대해 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 각각의 펠릿의 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈제조예 13: 광안정제 함유 마스터배치 펠릿의 제조〉
2축 압출기(다이 직경 3.5 ㎜)를 이용하여, 광안정제(三共化成社에서 제조한 「사놀 LS-770」) 10부, 저밀도 폴리에틸렌(일본유니카사에서 제조한 「PES-20」) 90부 및 산화 방지제(치바 스페샬티 케미컬사에서 제조한 「일가녹스 1010」) 0.1부를 150℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하고, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 원주상의 마스터배치 펠릿(광안정제 1 및 광안정제 2)을 얻었다. 이렇게 얻은 마스터배치 펠릿(광안정제 1 및 광안정제 2)에 대해 각각 펠렛화 장치의 속도를 조정함으로써, 각각의 펠릿의 크기를 변화시켰다. 각각의 펠릿의 크기 및 비중을 표 4에 나타낸다.
〈실시예 1∼9 및 비교예 1∼7〉
전술한 각각의 제조예에서 얻은 마스터배치 펠릿을 표 1 및 표 2에 나타낸 배합량으로 배합한 다음, 텀블러형 믹서로 혼합하여 각각의 마스터배치 펠릿 혼합물을 얻었다.
〈실시예 10, 실시예 11 및 비교예 8〉
전술한 각각의 제조예에서 얻은 마스터배치 펠릿을 표 3에 나타낸 배합량으로 배합한 다음, 텀블러형 믹서로 혼합하여 각각의 마스터배치 펠릿 혼합물을 얻었다.
〈실시예 12 및 비교예 9, 비교예 10〉
전술한 각가의 제조예에서 얻은 마스터배치 펠릿을 표 4에 나타낸 배합량으로 배합한 다음, 텀블러형 믹서로 혼합하여 각각의 마스터배치 펠릿 혼합물을 얻었다.
(1)실시예 1∼9 및 비교예 1∼7의 평가 방법
(1-1)펠릿의 분리에 대한 평가용 시트 제조
상기 실시예 1∼9 및 비교예 1∼7에서 얻은 마스터배치 펠릿 혼합물을 용량식 자동공급기(産業機電社에서 제조한 「MB 미니E형」)의 호퍼에 투입하고, 약1.5 ㎏/시간의 공급 속도로 작동시켰다. 그런 다음, 상기 공급기로부터 배출된 마스터배치 펠릿 혼합물을 공급 개시한 지 10분 후 및 50분 후에, 각각 5분간 펠릿 혼합물을 수득하였다. 수득한 마스터배치 펠릿 혼합물을 160℃에서 가열한 2개 롤 밀로 3분간 혼련하고, 180℃에서 가열한 압축 성형기를 이용하여 두께 1 ㎜의 시트로 제조하였다.
(1-2)펠릿의 분리에 대한 평가
전술한 바와 같이, 공급한 지 10분 후의 시료로 제조된 시트 및 공급한 지 50분 후의 시료로 제조된 시트에 대해서 각각 분광색도계(미놀타사에서 제조한 「CM-2002형」)를 이용하여 색도를 측정하였다. 그런 다음, 상기 공급한 지 10분 후의 시료로 제조된 시트의 색도를 표준으로 하고, 상기 공급 50분 후의 시료로 제된 시트의 색도와의 색차 ΔE*를 구하였다. 색차 ΔE*의 값을 통해 하기 기준에 따라서, 펠릿의 분리에 대해 대용 평가하였다.
색차 ΔE*가 작을수록 좋은 것으로 평가한다.
○: 색차 ΔE*가 2 미만, ×: 색차 ΔE*가 2 이상
(○은 좋은 결과임을 나타내며, ×는 좋지 않은 결과임을 나타냄)
(2)실시예 10, 실시예 11 및 비교예 8의 평가 방법
(2-1)펠릿 분리에 대한 평가용 필름의 제조
로스인웨이트식(loss-in-weight) 중량식 자동공급기(産業機電社에서 제조한 「F-250형」)를 이용하여, 실시예 10, 실시예 11 및 비교예 8에서 얻은 마스터배치 펠릿 혼합물을 0.5 ㎏/시간의 공급 속도로 공급하고, 피첨가 수지인 고밀도 폴리에틸렌(일본 폴리올레핀사에서 제조한 「KFY51A」)을 10 ㎏/시간의 공급 속도로 공급하여, 각각을 접촉압 성형기(모던사에서 제조, 스크류 직경 4O ㎜)에 공급하였다. 인플레이션 필름 와인딩 머신의 속도를 조정하여, 두께가 30 ㎛이고, 폭이 30 ㎝인 필름을 얻었다. 또한, 평가용 필름으로서, 성형 개시 5분 후, 성형 개시 30분 후, 성형 개시 50분 후의 필름을 각각 얻었다.
(2-2)펠릿 분리에 대한 평가용
분광색도계(미놀타사에서 제조한 「CM-2002형」)를 이용하여, 전술한 바와 같이 얻은 각각의 필름의 색도를 측정했다. 그런 다음, 성형 개시 5분 후, 성형 개시 30분 후, 성형 개시 50분 후의 각각의 필름 색도의 평균값과 성형 개시 50분 후의 필름의 색도와의 색차 ΔE*를 구했다. 상기 색차 ΔE*값으로부터, 하기 기준에 따라 평가하여 펠릿 분리에 대해 대용 평가하였다.
○: 색차 ΔE*가 2 미만, ×: 색차 ΔE*가 2 이상
(3)실시예 12 및 비교예 9, 비교예 10의 평가 방법
(3-1)펠릿 분리에 대한 평가용 성형물의 제조
풀 플라이트 스크류(full flight screw)가 장착된 단축 압출기(다이 직경 3.O ㎜)를 이용하여, 실시예 12 및 비교예 9, 비교예 10에서 얻은 마스터배치 펠릿 혼합물을 200℃에서 용융 혼련하였다. 상기와 같이 용융 혼련한 것을 약 1O ㎏/시간의 토출량으로, 다이 구멍으로부터 스트랜드형으로 토출하여, 상기 스트랜드를 수조에서 냉각한 다음, 펠렛화 장치로 절단, 부형하여, 높이가 3.2 ㎜이고 직경이 3.2 ㎜인 원주상의 조색(調色) 마스터배치 펠릿을 얻었다. 이 때, 상기 조색 마스터배치 펠릿의 제조를 개시한 지 10분 후, 20분 후, 30분 후, 40분 후, 50분 후의 각각의 시점에서, 상기 조색 마스터배치 펠릿을 각각 100g씩 얻었다. 또한, 상기 5개의 조색 마스터배치 펠릿으로부터 각각 20g씩 인출하여 혼합한 것을 표준 조색 마스터배치 펠릿으로 하였다.
그런 다음, 상기 조색 마스터배치 펠릿의 제조를 개시한 지 50분 후의 조색 마스터배치 펠릿 3부와 폴리프로필렌(미쓰이쓰미토모 폴리올레핀사에서 제조한 「J604」) 100부의 혼합물을 이용하여, 사출 성형기(미쓰비시중공사에서 제조한 「MSS50」)로 크기가 55×90×2 ㎜인 성형물을 제조하였다. 또한, 전술한 바와 동일하게 조작하여, 상기 표준 조색 마스터배치 펠릿 3부와 폴리프로필렌(미쓰이쓰미토모 폴리올레핀사에서 제조한 「J604」) 100부의 혼합물을 이용한 성형물을 제조하였다.
(3-2)펠릿 분리에 대한 평가
상기 조색 마스터배치 펠릿의 제조를 개시한 지 50분 후의 조색 마스터배치 펠릿으로 제조한 성형물 및 상기 표준 조색 마스터배치 펠릿으로 제조한 성형물의 색도를, 각각 분광색도계(미놀타사에서 제조한 「CM-2002형」)를 이용하여 측정하 였다. 그런 다음, 상기 표준 조색 마스터배치 펠릿으로 제조한 성형물의 색도와 상기 조색 마스터배치 펠릿의 제조를 개시한 지 50분 후의 조색 마스터배치 펠릿으로 제조한 성형물의 색도와의 색차 ΔE*를 구하였다. 상기 색차 ΔE*값으로부터, 하기 기준에 따라 펠릿 분리에 대해 대용 평가하였다.
○: 색차 ΔE*가 2 미만, ×: 색차 ΔE*가 2 이상
실시예 1∼9의 평가 결과를 표 1에, 비교예 1∼7의 평가 결과를 표 2에 나타내고, 실시예 10, 실시예 11 및 비교예 8의 평가 결과를 표 3에 나타내고, 실시예 12 및 비교예 9, 비교예 10의 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
표 1
Figure 112004050058657-pct00004
표 2
Figure 112004050058657-pct00005
표 3
Figure 112004050058657-pct00006
표 4
Figure 112004050058657-pct00007
표1∼표 4에서, 각각의 마스터배치 펠릿의 배합량 하단에 기재한 괄호 안의 값은 각각의 마스터배치 펠릿의 (Hp/Sp)×Rp 또는 (Hq/Sq)×Rq의 값이다.
표 1의 평가 결과를 보면, 상기 식 (1)을 만족하는 실시예 1∼실시예 9의 마스터배치 펠릿 혼합물은 자동공급기에 의해 공급되었을 때, 색도의 시간적 변동이 작다. 이러한 점으로 보아, 식 (1)을 만족하는 마스터배치 펠릿 혼합물은 펠릿이 분리되지 않아, 안정하게 성형기에 공급될 수 있는 균일한 조성을 갖는 성형물을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
또한, 표 2의 평가 결과를 보면, 상기 식 (1)을 만족하지 않는 비교예 1∼비교예 7의 마스터배치 펠릿 혼합물은 자동공급기에 의해 공급되었을 때, 색도의 시간적 변동이 크다. 이러한 점으로부터, 상기 식 (1)을 만족하지 않는 마스터배치 펠릿 혼합물에서는 펠릿이 분리됨으로써, 상기 혼합물을 안정하게 성형기에 공급할 수 없어, 균일한 조성을 갖는 성형물을 얻을 수 없음을 확인하였다.
아울러, 표 3의 평가 결과를 보면, 상기 식 (1)을 만족하는 실시예 10 및 실시예 11의 마스터배치 펠릿 혼합물을 이용한 필름은 성형 시간에 따른 색도의 변동이 작다. 이러한 점으로 보아, 상기 식 (1)을 만족하는 마스터배치 펠릿 혼합물은 펠릿이 분리됨 없이 안정하게 성형기에 공급될 수 있고, 균일한 조성을 갖는 필름을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 식 (1)을 만족하지 않는 비교예 8의 마스터배치 펠릿 혼합물을 이용한 필름은 성형 시간에 따른 색도의 변동이 크다. 이러한 점으로 보아, 상기 식 (1)을 만족하지 않는 마스터배치 펠릿 혼합물에서는 펠릿이 분리되어, 상기 혼합물을 성형기에 안정하게 공급할 수 없으므로, 균일한 조성을 갖는 필름을 얻을 수 없음을 알 수 있다.
그리고 표 4의 평가 결과를 보면, 상기 식 (1)을 만족하는 실시예 12의 마스터배치 펠릿 혼합물을 이용하여, 혼련력이 약한 풀 플라이트 스크류가 장착된 단축 압출기로 제조한 조색 마스터배치 펠릿이더라도, 성형 시간에 따른 색도의 변동이 작다. 이러한 점에서, 상기 식 (1)을 만족하는 마스터배치 펠릿 혼합물은 펠릿이 분리됨 없이 안정하게 압출기에 공급될 수 있고, 균일한 조성을 갖는 조색 마스터배치 펠릿 및 성형물을 얻을 수 있음 알 수 있다.
한편, 상기 식 (1)을 민족하지 않는 비교예 9 및 비교예 10의 마스터배치 펠릿 혼합물을 이용하여 제조된 조색 마스터배치 펠릿은 성형 시간에 따른 색도 변동이 크다. 따라서, 상기 식 (1)을 만족하지 않는 마스터배치 펠릿 혼합물에서는 펠릿의 분리가 발생하여, 상기 혼합물을 안정하게 압출기에 공급할 수 없어, 균일한 조성을 갖는 조색 마스터배치 펠릿 및 성형물을 얻을 수 없음을 확인하였다.
본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은, 조성이 균일한 성형물을 얻을 수 있는, 고비중 마스터배치 펠릿과 저비중 마스터배치 펠릿의 혼합물을 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은 고비중의 마스터배치 펠릿과 저비중의 마스터배치 펠릿과의 혼합물이더라도, 상기 마스터배치 펠릿 혼합물을 성형기에 공급할 때에 펠릿이 분리되지 않고 균일한 혼합 상태를 유지하므로, 안정적으로 공급할 수 있어, 조성이 균일한 성형물을 얻을 수 있다. 아울러, 전술한 바와 같은 특성 때문에, 표면 외관이 우수한 플라스틱 성형물이나, 성형물에 조성의 불균일을 유발하지 않는 조색 마스터배치 펠릿의 제조 원료로서 유용하다.
또한, 본 발명의 마스터배치 펠릿 혼합물은 마스터배치에 고비중의 배합물을 첨가하는 경우에도, 펠릿의 비중을 저하시키기 때문에, 고비중 배합물의 첨가량을 낮게 억제할 필요가 없다. 따라서, 배합의 자유도를 저하하지 않는다는 이점이 있다. 아울러, 고농도의 마스터배치를 이용할 수 있기 때문에, 피첨가 수지에 대한 마스터배치의 첨가량을 저하시킬 수 있다는 이점도 있다.

Claims (3)

  1. 비중이 1.8∼3.5인 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 비중이 0.5∼1.6인 저비중 마스터배치 펠릿군(B)의 혼합물로서,
    상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)은 제1종부터 제m종까지, 비중이 상이한 m종(種)의 주상(柱狀) 마스터배치 펠릿으로 구성되며, 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)은 제1종부터 제n종까지, 비중이 상이한 n종의 주상(柱狀) 마스터배치 펠릿으로 구성되고, 상기 고비중 마스터배치 펠릿군(A)과 상기 저비중 마스터배치 펠릿군(B)이 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 마스터배치 펠릿 혼합물:
    (식 (1))
    Figure 112004050058657-pct00008
    (상기 식 (1)에서,
    m: 1∼10의 정수,
    n: 1∼10의 정수,
    p: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 주상 마스터배치 펠릿의 종 번호,
    q: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 주상 마스터배치 펠릿의 종 번호,
    Hp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 제p종의 주상 마스터배치 펠 릿의 높이(㎜),
    Sp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)을 구성하는 제p종의 주상 마스터배치 펠릿의 밑면적(㎟),
    Rp: 고비중 마스터배치 펠릿군(A)의 전체 질량에 대한 제p종의 주상 마스터배치 펠릿의 질량의 비율,
    Hq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 제q종의 주상 마스터배치 펠릿의 높이(㎜),
    Sq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)을 구성하는 제q종의 주상 마스터배치 펠릿의 밑면적(㎟),
    Rq: 저비중 마스터배치 펠릿군(B)의 전체 질량에 대한 제q종의 주상 마스터배치 펠릿의 질량의 비율).
  2. 제1항에 있어서,
    하기 식 (2)의 값이 1.5∼13(㎜-1)의 범위에 있고, 하기 식 (3)의 값이 0.5∼1.5(㎜-1)의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 마스터배치 펠릿 혼합물:
    (식 (2))
    Figure 112004050058657-pct00009
    ,
    (식 (3))
    Figure 112004050058657-pct00010
    .
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Hp가 2.0∼6.0 ㎜의 범위에 있고, 상기 Hq가 1.0∼3.0 ㎜의 범위에 있고, 상기 Sp 및 Sq가 각각 0.1∼2.3 ㎟의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 마스터배치 펠릿 혼합물.
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