KR101526925B1

KR101526925B1 - 친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물 및 부표용 보호필름

Info

Publication number: KR101526925B1
Application number: KR1020140184258A
Authority: KR
Inventors: 김수범
Original assignee: 주식회사 제이에스수지
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-06-10

Abstract

본 발명은 스티로폼 부표용 보호필름에 관한 것이며, 메탈로센 폴리에틸렌(Metallocene Polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 엘라스토머를 주요성분으로 함유하는 수지조성물을 이용하여 외부 충격으로 부터 부표의 파손을 방지하는 충격강도, 찢김강도 및 내후성이 우수한 친환경 부표용 보호필름을 제조하는 것이다.

Description

친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물 및 부표용 보호필름 {Environmentally friendly buoys protection film and The resin composition for buoy protection film}

본 발명은 친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 부표용 보호필름에 관한 것이며, 상세하게는 메탈로센 폴리에텔렌(Metallocene Polyethylene) 수지를 주요성분으로 하여 제조된 친환경 부표 보호필름에 관한 것이다.

부표는 부구(浮具)라고도 하며, 각종 양식장, 어장표식, 그물표식 등 해상용 어로 표식과 선박의 안전한 항해를 돕기 위하여 항로를 지시하거나 암초 또는 침몰선 등 항해상의 위험물의 존재를 경고하기 위하여 설치되며, 해저와는 체인으로 연결되어 떠내려가지 않도록 되어 있으며 또 어구(漁具)나 닻 등 물속에 있는 물체의 위치를 나타내기 위해서도 사용된다.

부표는 부력이 크고 가격이 저렴하여 스티로폼 재질의 부표가 널리 사용되고 있으나, 스티로폼 재질의 부표는 오랫동안 사용할 경우 잘 부서지고, 썩지 않아 수거와 처리가 어려울 뿐만 아니라, 부서진 알갱이를 먹이로 오인해 섭취한 물고기, 새 등의 폐사로 이어져 해양환경 오염이 가중되는 문제점이 되고 있으므로 스티로폼 부표의 사용으로 발생하는 오염에 의한 피해를 방지하면서 어업인들이 안심하고, 고품질의 부표를 사용할 수 있도록 친환경 부표가 개발되고 있으며, 친환경 부표는 기존 부표의 표면을 코팅하거나 필름을 씌워 외부 충격으로부터 보호하여 수명이 3~4배 연장되고, 부력을 오래 유지할 수 있다.

상기 부표와 관련하여 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 등록번호 10-1155877호에 미세한 구멍이 형성된 제조된 두 개의 성형필름의 테두리가 맞닿게 대칭되게 한 후, 내부에 폴리프로필렌폼으로 성형된 부표를 내장 한 후, 성형틀에 넣되, 먼저 측면테두리를 100~180℃의 온도로 가열하여 테두리를 열융착시킨 다음, 테두리가 부착된 상태에서 성형틀을 오븐에 넣어 100~220℃로 가열하여 성형필름이 부표에 열융착시켜 제조함을 특징으로 하는 친환경 부표의 제조방법을 개시하고 있고, 또 국내 등록특허공보 등록번호 10-1200020호에 스치로폼과 공간을 갖는 몸체의 양쪽에 홈부를 형성하여 결속 선을 결합하여 사용하는 수산양식용 부표에 있어서, 2겹으로 압출하여 성형하고 조사 가교한 후 20~30% 연신시켜 성형한 봉지를 상기 스치로폼과 공간을 갖는 몸체의 외경에 씌워 가열에 의해 일체형이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 수산양식용 부표를 개시하고 있으며, 국내 등록특허공보 등록번호 10-1399008호에는 해수면에 사용되는 비중이 가벼운 스티로폴과 해초류 등이 부착하는 것이 불가능한 폴리올레핀 시트를 접착성이 우수한 핫멜트 접착제로 접착하여 해수의 온도가 -40∼50℃의 온도 범위에서 수년간 바닷물에 노출되어도 접착부위가 수년간 박리 되거나 이탈되지 않도록 하는 해수면 부표커버 접착용 핫멜트 조성물과 이를 이용한 부표의 제조방법을 개시하고 있으나, 상기 선행기술은 부표의 제작공정이 다소 복잡하며, 부표의 외부를 피복하는 재질의 강도 등 물성도 만족스럽지 못하다.

본 발명은 충격강도, 찢김강도 및 내후성이 우수한 부표 보호필름에 의해 부서지기 쉬운 스치로폼 부표의 외부를 단순히 포장하는 것에 의해 고품질의 친환경 부표를 제조하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 부표용 보호필름의 제공을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 부서지기 쉬운 스티로폼 부표의 외부를 감싸듯이 포장하는 것에 의해 외부 충격으로 부터 부표의 파손을 방지하는 충격강도, 찢김강도 및 내후성이 우수한 친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지 조성물 및 수지 조성물을 이용하여 제조한 친환경 부표용 보호필름의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 목적 달성을 위한 해결 수단으로 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물은 메탈로센 폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15 ~ 50중량부, 폴리올레핀 엘라스토머 5.5 ~ 20중량부, 아민계 광안정제 0.2 ~ 3중량부, UV차단제 0.2 ~ 3중량부, 안료 0.01 ~ 3중량부, 항균제 0.01 ~ 3중량부, 및 플루오르 카본계의 가공조제 0.01 ~ 1중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 상기 메탈로센 폴리에틸렌(Metallocene Polyethylene; m-PE)은 메탈로센 촉매(metallocene catalyst)를 이용하여 에틸렌과 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시켜 제조되는 밀도가 0.90g/㎤ ~ 0.925g/㎤, 용융지수가 0.5 ~ 5g/10min인 공중합체로 이루어진다.

상기 메탈로센 폴리에틸렌(m-PE)는 에틸렌에 대하여 5 ~ 30몰% 비율의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시켜 제조되며, 에틸렌에 대하여 1-헥센 또는 1-옥텐이 5몰 중량% 이하로 이루어지는 경우 높은 결정화로 인해 충격강도 저하의 문제점이 있으며, 30몰% 이상으로 이루어지는 경우 낮은 결정화로 인한 가공 및 취급상의 문제점이 있으므로 에틸렌에 대하여 1-헥센 또는 1-옥텐이 15몰%로 이루어진 메탈로센 폴리에틸렌(m-PE)이 바람직하다.

본 발명에 따른 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene)은 고온, 고압에서 에틸렌을 중합하여 제조되는 밀도가 0.91g/㎤ ~ 0.925g/㎤이고, 용융지수 0.1 ~ 5g/10min인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 사용하며, 무색 투명하고, 내한성, 전기절연성, 내약품성 등이 우수하고, 가공성이 양호할 뿐 아니라 가격이 저렴하여 식품봉투, 쇼핑백, 필름 등으로 많이 사용되고 있으며, 본 발명에서는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 메탈로센 폴리에틸렌(m-PE) 100중량부에 대하여 15 ~ 50중량부의 비율로 조성되는 것으로 이루어진다.

또 상기 폴리 올레핀 엘라스토머는 메탈로센 촉매를 이용하여 에틸렌에 대하여 20 ~ 40몰%의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시켜 제조한 밀도가 0.85g/㎤ ~ 0.915g/㎤이고, 용융지수가 0.1 ~ 5g/10min인 공중합체로 이루어지며, 에틸렌에 대하여 1-헥센 또는 1-옥텐이 20몰% 이하인 경우 높은 결정화로 인해 충격강도 저하의 문제점이 있으며, 40몰% 이상인 경우 낮은 결정화로 인한 가공 및 취급상의 문제점이 있으므로 에틸렌에 대하여 1-헥센 또는 1-옥텐이 30몰% 이루어진 폴리 올레핀 엘라스토머가 바람직하다.

상기 폴리 올레핀 엘라스토머는 메탈로센 폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 5.5 ~ 20중량부로 조성되는 것으로 이루어지며, 폴리 올레핀 엘라스토머의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 저온에서의 밀봉성 및 강성(stiffness)을 저하시키는 현상을 초래할 수 있다.

상기 본 발명의 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지 조성물의 주요성분인 메탈로센 폴리에틸렌 및 폴리 올레핀 엘라스토머는 좁은 분자량 분포를 나타내며 균일한 분자들로 이루어져 강도 등의 물성이 우수하므로 기존의 폴리에틸렌 수지에 비하여 보다 얇은 두께로 필름을 제작하여도 저온밀봉성(sealing), 인장강도, 충격강도 및 강성(stiffness)등에 대하여 우수한 물성을 나타내는 특징이 있다.

상기 본 발명에 따른 아민계 광안정제(Hindered Amine Light Stabilizer; HALS)는 광에 의한 열화를 방지하기 위해 사용하는 첨가제로써 광안정제로 HALS를 사용하는 경우 UV차단제와 함께 병용 사용하는 것이 보다 향상된 효과를 얻을 수 있다.

상기 아민계 광안정제(HALS)는 메탈로센계 폴리에틸렌 100중량부에 대하여 0.2 ~ 3중량부로 조성되며, UV차단제도 아민계 광안정제와 동일한 조성비로 배합되는 것이 바람직하며, 아민계 광안정제(HALS) 및 UV차단제는 널리 시판되고 있어 용이하게 선택 사용할 수가 있다.

본 발명에서는 부표에 해양미생물, 굴, 조개류 등의 부착에 의해 부표의 부력저하 및 표면오염의 방지를 위하여 항균제를 조합사용하는 것을 포함한다

상기 항균제로는 제올라이트계(Zeolite), 제올라이트-은계(Zeolite-Silver) 및 글래스-은계(Glass-Silver) 항균제 중에서 선택한 하나 이상을 배합하여 향균성을 일층 증가시키는 것으로 이루어지고, 메탈로센계 폴리에틸렌 100중량부에 대하여 0.01 ~ 3중량부로 사용하는 하며, 항균효과 및 코스트면에서 1.5중량부로 배합 사용하는 것이 바람직하다.

또 본 발명은 가공성 향상을 위하여 불소함량이 40 내지 70 중량%의 플루오르카본계 가공조제를 포함하며, 메탈로센계 폴리에틸렌 100중량부에 대하여 0.01 ~ 1중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 그 외 첨가제로 안료로 황색안료 또는 카본블랙을 조합하는 것으로 이루어진다.

본 발명에 따른 부표용 보호필름은 기존의 폴리에틸렌수지에 비하여 보다 얇은 두께의 필름으로도 우수한 내충격성을 가지며, 유연성, 인열강도 및 내후성에서도 향상된 물성을 나타내는 특징이 있으므로 스티로폼 부표에 적용되어 스티로폼 부표의 오염에 의한 해양 생태계 파괴, 자연 경관 훼손 등의 환경 보호에 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 부표용 보호필름의 일반 PE필름 대비 충격강도를 실험한 그래프.
도 2는 본 발명의 부표용 보호필름의 내후성 효과를 실험한 그래프.
도 3은 본 발명의 부표용 보호필름의 UV 차단성 효과를 실험한 그래프.

이하에서는 실시예 및 시험예 등을 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠으며, 아래 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<실시예 >

아래 [표1]에 나타낸 바와 같은 조성비의 수지조성물을 용융, 혼련한 후 펠릿화하여 마스터배치를 제조한 다음, 통상적인 필름 성형방법에 따라 두께 150㎛의 부표용 보호필름을 제조하였다.

<시험예>

상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조한 본 발명에 따른 부표용 보호필름에 대하여 물성을 평가하고, 그 결과를 아래 [표 2] 및 [도 1] 내지 [도 3]에 나타내었다.

상기 [표 2]에 나타난바와 같이 본 발명에 따른 부표용 보호필름의 물성이 일반 PE필름에 비하여 우수한 것을 알 수 있으므로 또 [도 3]에 나타난 바와 같이 UV영역인 200 ~ 400nm에서 본 발명에 따른 부표용 보호필름(실시예 1내지3)이 일반 PE필름(비교예)비하여 UV 차단효과가 뛰어남을 알 수 있으므로 스티로폼 부표의 파손을 방지하고, 스티로폼 부표에 의한 자연 경관 훼손 등 환경오염의 방지하는데 본 발명에 따른 스티로폼 부표의 보호필름이 적합한 것을 예상할 수가 있다.

Claims

메탈로센 폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15 ~ 82중량부, 폴리 올레핀 엘라스토머 5.5 ~ 20중량부, 아민계 광안정제 0.2 ~ 3중량부, UV차단제 0.2 ~ 3중량부, 안료 0.01 ~ 3중량부, 항균제 0.01 ~ 3중량부, 및 플루오르 카본계의 가공조제 0.01 ~ 1중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물.
청구항 1에 있어서,
메탈로센 폴리에틸렌은 메탈로센 촉매 하에서 에틸렌에 대하여 5 ~ 30몰%의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시킨 밀도 0.90 g/㎤ ~ 0.925 g/㎤, 용융지수 0.5 ~ 5g/10min의 공중합체인 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
폴리 올레핀 엘라스토머는 메탈로센 촉매 하에서 에틸렌에 대하여 20 ~ 40몰%의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시킨 밀도 0.85 g/㎤ ~ 0.915 g/㎤, 용융지수 0.1 ~ 5g/10min의 공중합체인 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 수지조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름.
청구항 4에 있어서,
메탈로센 폴리에틸렌은 메탈로센 촉매 하에서 에틸렌에 대하여 5 ~ 30몰%의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시킨 밀도 0.90 g/㎤ ~ 0.925 g/㎤, 용융지수 0.5 ~ 5g/10min의 공중합체인 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름.
청구항 5에 있어서,
폴리 올레핀 엘라스토머는 메탈로센 촉매 하에서 에틸렌에 대하여 20 ~ 40몰%의 1-헥센 또는 1-옥텐을 공중합시킨 밀도 0.85 g/㎤ ~ 0.915 g/㎤, 용융지수 0.1 ~ 5g/10min의 공중합체인 것을 특징으로 하는 부표용 보호필름.