KR101547945B1 - 평활도 및 유동성이 향상된 마스터배치 및 상기 마스터배치를 이용한 필름 조성물 - Google Patents

평활도 및 유동성이 향상된 마스터배치 및 상기 마스터배치를 이용한 필름 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀 수지, 마그네슘 스테아레이트 및 기타 첨가제를 포함하는 흐름개선 마스터배치에 대한 것이다. 상기 마스터배치는 블로우 인플레이션 필름의 제조시 필름의 평활도를 4% 이내로 유지시키고 압출기 내에서의 수지의 유동성을 증가시켜 공정 효율을 높이는 효과가 있다.

Description

평활도 및 유동성이 향상된 마스터배치 및 상기 마스터배치를 이용한 필름 조성물{MASTERBATCH FOR IMPROVEMENT OF SMOOTHNESS AND LIQUIDITY AND FILM COMPOSITION USING THE SAME}
본 발명은 필름의 평활도 및 유동성이 향상된 마스터배치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 열가소성 폴리올레핀계 수지의 블로우 인플레이션 필름(blow inflation film) 생산공정에 사용되는 마스터 배치에 대한 것이다.
폴리올레핀계 수지와 같은 열가소성 수지의 필름의 압출 성형가공에 있어 제품의 두께 편차율을 5% 미만으로 유지하기 위해서는 수지의 유동성을 개선, 스크린 메쉬(mesh)의 막힘 방지, 용융 파단(melt fracture)의 개선이 필요하다. 필름의 두께 편차율을 5% 미만으로 안정적으로 관리해야 하는 주요 이유로는 필름 가공 특성을 개선하여 고급 인쇄성, 건식 라미네이션(Dry Ramination)에서 좋은 품질을 얻을 수 있기 때문이다.
또한 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(MLLDPE) 제품의 흐름성을 높이고 안료나 기타 유, 무기 첨가제에 의한 빈번한 스크린(screen) 교환 주기를 연장시켜 주어 생산성을 높이고 품질 안정화에 기여할 수 있도록 만들어진 기능성 가공제(processing agent)이다. 이는 수지와 상용화성이 낮은 첨가제 특히 충진제, 안료 등 극성이 강한 무기 첨가제는 수지 유동층으로부터 배척되어 기벽쪽으로 다른 저점도 물질과 함께 측류로 변하여 유동하고, 그 극성기가 기벽의 금속면에 융착되기 쉬워져 스케일을 형성하고 일부는 노즐부분에서 냉각 탄화되어 스케일(scale)을 형성하게 된다. 이러한 다이(die) 내, 외부에 형성된 스케일은 블로우인플레이션 필름의 경우 압출 제품의 평활도를 좋지 못하게 하고 압출시 스크류(screw) 내에 수지의 유동성을 저해하여 흐름성을 떨어뜨리고 압력을 상승시키는 요인이 된다.
이러한 올레핀계 폴리머의 압출 가공에 있어서 좋은 평활도를 갖춘 제품을 생산하는 첨가제로서, 압출 공정에서 시간이 지남에 따라 스크린 메쉬(screen mesh)를 각종 변종 폴리머 물질 및 이물질이 막아 압력을 상승시키는 시간을 지연시킴으로 인해 생산성을 향상시키고 공정 안정화에 기여하는 목적으로 수지의 흐름성을 개선하기 위한 마스터배치의 개발의 필요성이 대두된다.
1. 대한민국 공개특허 10-2004-0053169 2. 대한민국 공개특허 10-2006-0050205
본원 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서 폴리올레핀과 같은 열가소성 수지 필름의 평활도 및 흐름성을 개선하기 위한 마스터배치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 상기 마스터배치를 이용한 블로우 인플레이션 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 폴리올레핀계 수지 및 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 마그네슘 스테아레이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 흐름 개선 마스터배치를 제공한다.
또한, 상기 마스터배치는 상기 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부의 범위 내에서 충진제, 분산제 및 이형제를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 탄소수 3 내지 15 개인 알파 올레핀의 블록 공중합체와 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부틸렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌아세트산비닐(ethylene-vinyl acetate, EVA) 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체 그리고 이들을 2종 이상 포함한 혼합물에서 선택되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 분산제는 징크 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트인 금속 스테아레이트인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 충진제는 티타늄 옥사이드, 바륨 술페이트, 바륨 티타네이트, 탄산칼슘, 실리카, 탈크, 점토 및 마이카 분말에서 선택되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 이형제는 카나우바 왁스, 베이베리 왁스를 포함하는 식물성 천연왁스 및 비즈왁스, 쉘락 왁스, 및 슈페르마세티 왁스를 포함하는 동물성 왁스를 포함하는 천연왁스; 몬탄 왁스, 오조케라이트 왁스, 세레신 왁스를 포함하는 미네랄 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 아크릴레이트 왁스, 지방산 아미드 왁스, 실리콘 왁스 및 폴리테트라 플루오로에틸렌 왁스를 포함하는 합성 왁스;에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 본원 발명은 상기 마스터배치를 포함하는 필름 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명의 마스터배치는 흐름성 개선효과로 수지의 압출기 실린더 내에서의 유동성을 증가시겨 압출 압력을 떨어 뜨리고 스크린 메쉬의 교환 주기를 늘려주는 효과가 있다. 또한, 수지의 흐름성이 증가되고 압력 증가가 지연되면서 압출량이 증가되는 효과가 있다. 이러한 효과로 인하여 후가공에서 불량율을 현저히 낮출 수 있다. 또한, 본원 발명의 마스터배치를 이용하여 제작된 블로우 인플레이션 필름은 평활도가 일정하게 유지되므로 필름의 두께가 안정화되는 효과가 있다.
도 1은 TiO2 마스터배치를 나타낸 사진,
도 2는 본 발명인 흐름 개선 마스터배치를 나타낸 사진,
도 3은 LDPE 블로우 인플레이션 필름 제조 작업 상태를 나타낸 사진,
도 4는 흐름 개선 마스터배치를 투입하기 전 작업후 다이스 이물 발생 상태를 나타낸 사진,
도 5는 본 발명인 흐름 개선 마스터배치 투입후 다이스 이물 감소 상태를 나타낸 사진이다.
본원 발명은 폴리올레핀 수지내에 마그네슘 스테아레이트를 고농도로 농축시킴으로써 분산성을 향상시킨 흐름 개선 마스터배치에 대한 것이다. 상기 마스터배치는 충진제, 분산제 및 이형제를 적절한 범위 내에서 더 포함할 수 있다. 상기 마스터 배치는 압출기 내에서의 수지의 유동성을 증가시켜 공정 효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 본원 발명은 상기 마스터배치를 이용한 블로우 인플레이션 필름 및 플랫사 제조에 대한 것이다. 상기 흐름 개선 마스터배치는 블로우 인플레이션 필름의 제조시 필름의 평활도를 일정하게 유지시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 마스터배치는 폴리올레핀계 수지와 마그네슘스테아레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 마그네슘 스테아레이트는 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부의 범위로 포함된다. 바람직하게는 상기 마그네슘스테아레이트는 3 내지 15 중량부의 범위로 포함된다.
상기 폴리올레핀계 수지는 마그네슘 스테아레이트 및 기타 첨가제가 필름 형성용 수지내에서 높은 분산도를 확보하여 균일한 패턴을 유지할 수 있도록 마스터배치와 필름 형성용 수지 사이의 상용성을 제공하는 역할을 한다.
상기 폴리올레핀계 수지로는 불포화 이중결합을 가지는 모노머로부터 중합된 고분자인 것이다. 상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 탄소수 3 내지 15 개인 알파 올레핀의 블록 공중합체와 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부틸렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌아세트산비닐(ethylene-vinyl acetate, EVA) 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체 그리고 이들을 2종 이상 포함한 혼합물을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 탄소수 3 내지 15 개인 알파올레핀 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체는 에틸렌과 1-옥텐의 공중합체, 에틸렌과 1-부텐의 공중합체를 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마스터배치용 폴리올레핀계 수지의 상대점도는 2.0∼3.0이 적절하나 더욱 바람직하게는 상대점도가 2.4∼2.8인 것이다. 상대점도 2.0 이하일 경우 필름 성형이 곤란하고, 3.0 이상일 경우 용융흐름성이 저하되어 첨가제의 균일한 분산성을 얻기 어렵다.
상기 마스터배치용 폴리올레핀계 수지는 습식 또는 건식 볼밀 분쇄기를 이용해서 미분쇄된 분말의 형태를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 마스터배치의 상용융화성과 단분자막 형성능력을 높이기 위해 특수염기성 지방산 마그네슘염인 마그네슘 스테아레이트를 첨가한다. 상기 마그네슘 스테아레이트는 바람직하게는 12-하이드록시 마그네슘 스테아레이트인 것이다. 상기 마그네슘 스테아레이트는 압출기 내에서 폴리올레핀계 수지와 기타 첨가제 및 저분자 활제인 징크 스테아레이트(1차 산화 방지제)와의 상용화성을 향상시키며, 금속비누와 같은 활제로서 작용하여 금속면과 폴리머 사이에 윤활성을 부여하여 압출기 스크류 내에서 수지의 흐름성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 마그네슘 스테아레이트는 상기 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 3 내지 15 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우에는 흐름성 개선 효과를 기대하기 힘들다. 반면, 20 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 압출기 내 수지의 흐름을 방해하여 작업 효율이 저하될 수 있다.
또한, 본원 발명의 상기 흐름 개선 마스터배치는 최종 제품의 사용 목적에 따라 적절한 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 이형제, 분산제 및 충진제를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 첨가제의 함량은 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 30 중량부의 범위, 바람직하게는 1 내지 20 중량부의 범위인 것이다. 상기 첨가제의 함량이 1 중량부 미만이면 작업성 개선효과를 기대하기 힘들고 30 중량부를 초과하는 경우에는 수지의 흐름성이 저하될 수 있다.
상기 충진제로는, 하기 예로 한정하는 것은 아니지만, 티타늄 옥사이드, 바륨 술페이트, 바륨 티타네이트, 탄산칼슘, 실리카, 탈크, 점토 및 마이카 분말 등이 단독으로 또는 이종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 바람직하게는 실리카인 것이다. 상기 충진제의 함량은 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 범위인 것이 바람직하다.
분산제는 상기 마스터배치 펠렛의 성형성 및 배출성을 증가시키는 역할을 한다. 상기 분산제로는 작업성을 향상시키는 범위 내에서 공지의 분산제를 사용할 수 있으나 바람직하게는 금속 스테아레이트(Stearate)인 것이다. 가장 바람직하게는 징크 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트인 것이다. 상기 분산제의 함량은 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 범위이내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 이형제는 왁스인 것이 바람직하다. 왁스는 예를 들어, 카나우바 왁스, 베이베리 왁스를 포함하는 식물성 천연왁스 및 비즈왁스, 쉘락 왁스, 및 슈페르마세티 왁스를 포함하는 동물성 왁스를 포함하는 천연왁스; 몬탄 왁스, 오조케라이트 왁스, 세레신 왁스를 포함하는 미네랄 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 아크릴레이트 왁스, 지방산 아미드 왁스, 실리콘 왁스 및 폴리테트라 플루오로에틸렌 왁스를 포함하는 합성 왁스; 등이 있다. 상술한 왁스 중에서 선택하여 단일 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌 왁스와 같은 합성 왁스인 것이다. 다만, 본 발명에 사용할 수 있는 왁스가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이형제의 함량은 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 범위인 것이 바람직하다. 이형제의 함량이 10 중량부를 초과할 경우에는 인쇄 및 열융착 가공특성이 떨이지는 문제가 있다.
본원 발명의 흐름 개선 마스터배치를 제조하기 위해 상기 폴리올레핀계 수지와 상기 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부의 마그네슘 스테아레이트를 교반기에 투입하여 혼합한다. 이에 더하여, 상기 수지 100 중량부 대비 1 내지 30 중량부의 범위 범위 내에서 충진제, 분산제 및 이형제를 포함하는 첨가제를 더 투입할 수 있다. 상기 교반기를 300 rpm 내지 360 rpm 으로 고속으로 교반하며 분산제에 의한 코팅이 이루어지도록 5 내지 10분간 유지하는 것이 바람직하다. 다음으로 교반된 상태를 관찰하면서 5 내지 10분간 200 내지 220 rpm의 저속 교반을 더 수행할 수 있다. 상기 교반은 35℃ 내지 40℃에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 교반으로 얻어진 배합물은 이후 플라스틱 압출기에 투입한 후 170℃ 내지 200℃에서 용융 압출된 후 상온에서 냉각되며, 다음으로 펠렛의 형태로 정단하여 마스터배치를 얻는다.
상기 마스터배치는 압출 작업시 스크린 메쉬 막힘 방지와 함께 유동성 개선에 따른 압출 압력 저하 및 흐름을 개선하는데 효과적이다. 이는 필름의 품질 향상 및 생산성 증가에 긍정적인 영향을 미친다. 또한, 상기 마스터배치를 이용한 가공품 생산시 흐름성이 증가되고 압력 증가가 지연되면서 압출량이 증가되는 효과가 있다.
다음으로, 본원 발명은 상기에서 얻어진 흐름개선 마스터배치를 이용한 필름 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 필름을 제공한다. 상기 필름은 블로우 인플레이션 방식으로 제조될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 필름 제조용 조성물 은 폴리올레핀계 수지와 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 상기 흐름 개선 마스터배치 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부가 포함된다.
또한 상기 필름 제조용 조성물은, 필름 가공 특성 및 최종 제품의 사용 목적에 부합하는 방식으로, 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 10 중량부의 범위 내에서, 분산제, 충진제, 윤활제, 이형제, 자외선 차단제, 안정제 등의 첨가제가 포함될 수 있다. 상기 첨가제는 단독으로 또는 마스터배치의 형태로 필름 제조용 조성물에 포함될 수 있다. 다시 말하여 폴리올레핀계 수지와 필름 가공 특성 및 최종 제품의 사용 목적에 부합하도록 상기 수지에 분산제, 충진제, 윤활제, 이형제, 자외선 차단제, 안정제 등에서 선택된 첨가제를 고농도로 혼합하여 제조된 이종(異種)의 마스터배치를 본원 발명의 흐름 개선 마스터배치와 함께 상기 필름 제조용 조성물에 첨가하는 것이다. 본원 발명에 따른 제조예는 이러한 마스터배치의 종류를 예시한 것으로서, 각각 TiO2, 시마솔브 944FDL(Chimassorb 944FDL) 및 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)의 성분이 보강된 이종의 마스터 배치인 것이다.
상기 필름 제조용 조성물에 포함되는 폴리올레핀계 수지 및 첨가제는 상기 마스터배치 제조용 폴리올레핀계 수지 및 첨가제에 대한 설명과 동일하다.
다음으로, 본원 발명은 상기에서 얻어진 흐름개선 마스터배치를 이용한 플랫사 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 플랫사를 제공한다. 상기 플랫사는 상기 플랫사 제조용 조성물을 이용하여 블로우 인플레이션 방식으로 제조된 필름으로부터 제조될 수 있다. 상기 플랫사는 폴리올레핀계 수지와 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 상기 흐름 개선 마스터배치 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5 중량부가 포함된다. 또한 상기 플랫사는 가공 특성 및 최종 제품의 사용 목적에 부합하는 방식으로, 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 0.5 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부의 범위 내에서, 분산제, 충진제, 윤활제, 이형제, 자외선 차단제, 안정제 등의 첨가제가 포함될 수 있다.
상기 플랫사 제조용 조성물에 첨가되는 첨가제는 단독으로 또는 마스터배치의 형태로 필름 제조용 조성물에 포함될 수 있다. 다시 말하여 폴리올레핀계 수지와 필름 가공 특성 및 최종 제품의 사용 목적에 부합하도록 상기 수지에 분산제, 충진제, 윤활제, 이형제, 자외선 차단제, 안정제 등에서 선택된 첨가제를 고농도로 혼합하여 제조된 이종(異種)의 마스터배치를 본원 발명의 흐름 개선 마스터배치와 함께 상기 필름 제조용 조성물에 첨가하는 것이다.
상기 플랫사 제조용 폴리올레핀계 수지는 상기 마스터배치 제조용 폴리올레핀계 수지에 대한 설명과 동일하다.
상기 블로우 인플레이션 방식의 필름 제조 방법 및 플랫사의 제조 방법은 특별한 제한이 없는 한 공지의 제조 방법을 따른다.
이하 실시예를 통해 본원 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[제조예 1]
흐름 개선 마스터배치의 제조
LDPE 분말 수지 83g(LG 화학), 마그네슘 스테아레이트 7g(신원화학), 실리카 2g(로디아코리아), 징크 스테아레이트 3g(신원화학) , 폴리에틸렌 왁스 5g(라이온컴텍) 을 차례로 수퍼 믹서에 투입하였다. 상기 투입물을 360rpm으로 10분간 교반하고 이후 200rpm 으로 5분간 교반하였다. 교반 온도는 35℃ 였다. 상기 교반으로 얻어진 배합물을 플라스틱 압출기에 투입하여 180℃에서 용융 압출시킨 후 상온에서 냉각시켰다. 다음으로 평균 직경 5mm의 펠렛으로 정단하여 마스터배치를 얻었다.
[제조예 2]
TiO 2 마스터배치 제조
TiO2 70g(신원화학), 징크 스테아레이트 3g(신원화학), 폴리에틸렌 왁스 5g(라이온컴텍) 및 LDPE 분말수지(LG 화학) 22g 을 차례로 수퍼 믹서에 투입하였다. 상기 투입물을 360rpm으로 10분간 교반하고 이후 200rpm 으로 5분간 교반하였다. 교반 온도는 35℃ 였다. 상기 교반으로 얻어진 배합물을 플라스틱 압출기에 투입하여 180℃에서 용융 압출시킨 후 상온에서 냉각시켰다. 다음으로 평균 직경 5mm의 펠렛으로 정단하여 TiO2 마스터배치를 얻었다.
[제조예 3]
UV 마스터배치 제조
안정제로서 시마솔브 944FDL(Chimassorb 944FDL) 10g, 징크 스테아레이트(신원화학) 3g, 폴리에틸렌 왁스(라이온컴텍) 5g, LDPE 분말 수지(LG 화학) 82g을 차례로 수퍼 믹서에 투입하였다. 상기 투입물을 360rpm으로 10분간 교반하고 이후 200rpm 으로 5분간 교반하였다. 교반 온도는 35℃ 였다. 상기 교반으로 얻어진 배합물을 플라스틱 압출기에 투입하여 180℃에서 용융 압출시킨 후 상온에서 냉각시켰다. 다음으로 평균 직경 5mm의 펠렛으로 정단하여 UV 마스터배치를 얻었다.
[제조예 4]
그린 마스터배치 제조
구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)(재이신스 社) 15g, 징크 스테아레이트 3g(신원화학), 폴리에틸렌 왁스(라이온컴텍) 5g 및 LDPE 분말 수지(LG 화학) 77g을 차례로 수퍼 믹서에 투입하였다. 상기 투입물을 360rpm으로 10분간 교반하고 이후 200rpm 으로 5분간 교반하였다. 교반 온도는 35℃ 였다. 상기 교반으로 얻어진 배합물을 플라스틱 압출기에 투입하여 180℃에서 용융 압출시킨 후 상온에서 냉각시켰다. 다음으로 평균 직경 5mm의 펠렛으로 정단하여 그린 마스터배치를 얻었다.
흐름 개선 마스터배치를 이용한 필름 제조
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치 2g, 제조예 2에서 얻은 TiO2 마스터배치 8g 및 LDPE 수지 100g (LG 화학)를 배합한 후 필름 압출기를 이용하여 블로우 인플레이트 방식으로 필름을 제조하였다. 상기 필름 압출기는 90mm, L/D=24 (스크린 팩(screen pack): 125 메쉬(mesh), 다이(die) : 슬릿다이(slit die))인 것을 사용하였으며, 압출 온도는 압출기 상류로부터 C1=150℃, C2=160℃, C3=170℃, C4=180℃, C5=190℃로 설정되었으며, 어큐뮬레이터 헤드는 160℃, 압출기 출구의 온도는 170℃이었다.
흐름 개선 마스터배치를 이용한 필름 제조
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치 3g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
흐름 개선 마스터배치를 이용한 플랫사 ( plat yarn ) 제조
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치 2g, 상기 제조예 3에서 얻은 마스터배치 5g, 상기 제조예 4에서 얻은 마스터배치 5g 및 LDPE 수지 100g(LG 화학)을 배합한 후 필름 압출기를 이용하여 플랫사를 제조하였다. 플랫사의 성형 조건은 다음과 같았다. 상기 필름 압출기는 90mm, L/D=24 (스크린 팩(screen pack): 125 메쉬(mesh), 다이(die) : 슬릿다이(slit die))인 것을 사용하였으며, 압출 온도는 압출기 상류로부터 C1=210℃, C2=220℃, C3=220℃, C4=230℃, C5=240℃로 설정되었으며, 어큐뮬레이터 헤드는 210℃, 압출기 출구의 온도는 220℃이었다.
흐름 개선 마스터배치를 이용한 플랫사 ( plat yarn ) 제조
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치 3g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 플랫사를 제조하였다.
[비교예 1]
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치를 사용하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 필름을 제조하였다. 상기 제조예 2에서 얻은 TiO2 마스터배치 8g 및 LDPE 수지 100g(LG 화학)를 배합한 후 필름 압출기를 이용하여 블로우 인플레이트 방식으로 필름을 제조하였다. 상기 필름 압출기는 90mm, L/D=24 (스크린 팩(screen pack): 125 메쉬(mesh), 다이(die) : 슬릿다이(slit die))인 것을 사용하였으며, 압출 온도는 압출기 상류로부터 C1=150℃, C2=160℃, C3=170℃, C4=180℃, C5=190℃로 설정되었으며, 어큐뮬레이터 헤드는 160℃, 압출기 출구의 온도는 170℃이었다.
[비교예 2]
상기 제조예 1에서 얻은 흐름 개선 마스터배치를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 조건으로 플랫사를 제조하였다. 상기 상기 제조예 3에서 얻은 마스터배치 5g, 상기 제조예 4에서 얻은 마스터배치 5g 및 LDPE 수지 100g(LG 화학)을 배합한 후 필름 압출기를 이용하여 플랫사를 제조하였다. 플랫사의 성형 조건은 다음과 같았다. 상기 필름 압출기는 90mm, L/D=24 (스크린 팩(screen pack): 125 메쉬(mesh), 다이(die) : 슬릿다이(slit die))인 것을 사용하였으며, 압출 온도는 압출기 상류로부터 C1=210℃, C2=220℃, C3=220℃, C4=230℃, C5=240℃로 설정되었으며, 어큐뮬레이터 헤드는 210℃, 압출기 출구의 온도는 220℃이었다.
실험 결과
1. 필름의 두께 편차율 및 압출량 비교
하기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이 본원 발명의 흐름 개선 마스터배치는 필름 성형 후 필름 물성치를 저하시키지 않으면서 수지 압출량을 증가시키고 필름의 두께 편차율을 5% 이내로 안정화시키는 효과가 있었다.
필름의 두께 편차율
흐름 개선 마스터배치 첨가량(g) 두께편차율(%)
실시예 1 2 4.0
실시예 2 3 3.9
비교예 1 0 8.0
압출량
흐름 개선 마스터배치(g) 압출량(KG/Hr) 조건
실시예 3 2 108~130 60㎛x1200mm
실시예 4 3 108~130 60㎛x1200mm
비교예 1 0 100~120 60㎛x1200mm
2. 팩압 안정성 관련
실시예 3과 비교예 2의 플랫사 제조를 통해 방사시 팩압 안정성에 대해 실험하였다. 표 5를 살펴보면 실시예 3는 비교예 2에 비해 성형 압출시 팩압상승이 억제되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표 4에 나타낸 바와 같이 실시예 3의 플랫사 제조시 24시간 이후에도 팩압 안정성이 유지되는 효과가 있음을 확인하였다.
경과시간 6HR 12HR 24HR 36HR 48HR 60HR 78HR 90HR
실시예 3 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
비교예 2 ◎ ◎ ◎ △ △ Ｘ Ｘ X
초기팩압
압력(초기압)하락치 ▽P (㎏/㎠)
실시예 2 120
비교예 2 130
3. 플랫사 다이스 눈꼽현상
비교예 2의 경우에는 3시간 이후 눈꼽이 발생하였으며 매 30분 마다 눈꼽을 제거할 필요가 있었으나 이에 반해 실시예 3의 경우에는 10시간이 경과할 때까지 눈꼽이 발생하지 않았으며, 눈꼽 제거는 매 10 시간마다 이루어졌다.
실시예 3 10시간 후에 눈꼽 발생하여 사절발생 10시간마다 눈꼽제거
비교예 2 3시간 후 눈꼽 발생하여 사절발생 이후 30분마다 눈꼽제거
상기 비교실험을 통해 본원 발명의 흐름 개선 마스터배치는 성형된 필름의 물성을 향상시킬 뿐 아니라 공정 효율이 개선되는 효과가 있음이 확인되었다.

Claims (7)

  1. 폴리올레핀계 수지 및 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부 대비 마그네슘 스테아레이트 1 내지 20 중량부를 포함하고,
    상기 폴리올레핀계 수지에 분산제, 충전제, 윤활제, 이형제, 자외선 차단제 및 안정제 중에서 선택된 첨가제를 혼합하여 제조되고, TiO2, 시마솔브 944FDL(Chimassorb 944FDL) 및 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)의 성분이 보강된 것을 특징으로 하는 마스터배치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 탄소수 3 내지 15 개인 알파 올레핀의 블록 공중합체와 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부틸렌 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌아세트산비닐(ethylene-vinyl acetate, EVA) 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체 그리고 이들을 2종 이상 포함한 혼합물에서 선택되는 것인 마스터배치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 징크 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트인 금속 스테아레이트인 것인 마스터배치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전제는 티타늄 옥사이드, 바륨 술페이트, 바륨 티타네이트, 탄산칼슘, 실리카, 탈크, 점토 및 마이카 분말에서 선택되는 것인 마스터배치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이형제는 카나우바 왁스, 베이베리 왁스를 포함하는 식물성 천연왁스 및 비즈왁스, 쉘락 왁스, 및 슈페르마세티 왁스를 포함하는 동물성 왁스를 포함하는 천연왁스; 몬탄 왁스, 오조케라이트 왁스, 세레신 왁스를 포함하는 미네랄 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 아크릴레이트 왁스, 지방산 아미드 왁스, 실리콘 왁스 및 폴리테트라 플루오로에틸렌 왁스를 포함하는 합성 왁스;에서 선택되는 것인 마스터배치.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 마스터배치를 포함하는 필름 조성물.
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