KR101607153B1 - Uv 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물 및 이를 이용한 보호필름 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 및 자외선을 차단하고 연신율, 찢김에 강한 강성(stiffness) 및 통기성 등을 향상시킨 산업 포장재 필름용 수지 조성물에 관한 것으로서, A) 엘라스토머 수지 20 내지 30중량%, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 25 내지 50 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene) 수지 20 내지 45 중량%, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지 5 내지 10중량%를 포함하는 베이스 수지, B) 상기 베이스 수지 45 내지 55중량%에 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 포함한 첨가제 45 내지 55중량%를 첨가하여 제조한 마스터 배치(MB) 및 C) 상기 베이스 수지 100중량%에 대하여 상기 마스터 배치를 1 내지 10 중량% 비로 혼합한 것을 특징으로 한다.

Description

UV 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물 및 이를 이용한 보호필름 제조방법{Resin composition for industry protective film using UV master batch and Manufacturing protective film using the same}

본 발명은 UV 마스터 배치를 이용한 산업 포장재 필름용 수지 조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 건축용 자재의 출하 시에 제품의 표면의 손상을 방지하고 보호하는 산업 포장재 필름용 폴리올레핀 계 엘라스토머 수지 조성물에 관한 것이다.

폴리올레핀을 이용한 산업 포장재 필름은 알루미늄 새시, 벽돌, 유리, 나무, 방부목 등 건축 구조물 자재의 출하 시에 포장과 전기/전자 제품 및 물류 포장 등의 다양한 산업용 용도로서 사용되며, 제품의 포장 시 견고한 포장으로 인한 포장 내용물의 흐트러짐 방지뿐만 아니라 습기 및 태양광에 의한 변색 변형과 표면 손상을 방지하는 기능을 한다.

태양광은 크게 적외선, 자외선, 가시광선으로 나눌 수 있으며 적외선은 태양이 방출하는 빛을 프리즘으로 분산시켜 보았을 때 적색선의 끝보다 더 바깥쪽에 있는 전자기파를 의미하고, 파장의 길이에 따라 적외선 중 파장 0.78~3nm의 것을 근적외선, 3~25nm의 것을 적외선, 25nm 이상의 것을 원적외선이라 하며 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것이 특징이어서 열선이라고도 한다.

자외선은 가시광선보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 빛으로 파장이 약 10~380nm인 전자기파의 총칭으로서, 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다.

가시광선은 눈으로 지각되는 파장 범위를 가진 빛을 의미하고 대략 380~780nm 범위의 파장을 가진 전자파이다.

적외선은 열선으로 제품의 온도를 높이며, 자외선은 화학선으로 제품을 변질시키거나 노후화시키므로 보호필름은 자외선과 적외선을 적절히 차단하여야 한다.

종래의 보호필름으로서는 특허문헌 1에, 표면 보호층은 전리방사선 경화형 수지 조성물, 매트제, 자외선 흡수제, 분산제 및 1차 평균 입자경 50 ㎚ 이하의 표면이 디메틸디클로로실란으로 소수화 처리된 무기 미립자를 포함하는 도료의 경화물로 형성되고, 무기 미립자는, 분산제 100 중량부에 대해서 200 중량부 이상 함유하는 표면 보호 필름이 제시되어 있으나, 기재 필름의 표면에 보호층을 형성하는 것이 특징이다.

1. 한국 공개특허 제10-2011-0133614호

상기와 같은 필요성에 따라 안출된 본 발명은 적외선 및 자외선을 차단하여 황변현상과 온도 상승을 방지하고, 내용물을 확인할 수 있는 투명성과 연신율, 찢김에 강한 강성(stiffness) 및 통기성 등을 향상시킨 산업 포장재 필름용 수지 조성물을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 산업 포장재 필름용 수지 조성물은, A) 엘라스토머 수지 20 내지 30중량%, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 25 내지 50 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene) 수지 20 내지 45 중량%, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지 5 내지 10중량%를 포함하는 베이스 수지, B) 상기 베이스 수지 45 내지 55중량%에 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 포함한 첨가제 45 내지 55중량%를 첨가하여 제조한 마스터 배치(MB) 및 C) 상기 베이스 수지 100중량%에 대하여 상기 마스터 배치를 1 내지 10 중량% 비로 혼합한 것을 특징으로 한다.

상기 자외선 안정제는 페리딘계 화합물 또는 ZnO 또는 CeO₂인 것을 특징으로 한다.

상기 적외선 흡수제는 무기 미립자인 MgO, CaO, CaCO_3, Al₂O₃ 및 SiO₂ 중에서 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 한다.

상기 첨가제는 탈크 또는 탄산칼슘을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로 산업용 포장재 필름의 제조방법은, 엘라스토머 수지 및 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 주성분으로 하는 베이스 수지 제조단계; 상기 베이스 수지에 첨가제를 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계 및 상기 베이스 수지에 마스터 배치를 첨가하여 블로운 압출기로 필름을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 마스터 배치를 제조하는 단계는, 엘라스토머 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 베이스를 110 ~150℃로 용융하여 15분간 니딩(kneading)하는 단계; 상기 수지 베이스가 융용된 후 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 넣고 10분간 니딩하는 단계; 니딩 후 롤밀(roll-mill)하고 분산하는 단계 및 분산된 최종 수지를 쌍 스크류(twin screw)를 사용하여 압출하여 알갱이로 제형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 폴리올레핀 수지 조성물을 사용하여 인장강도, 충격 및 강성이 향상된 투명성의 필름을 제공할 수 있어 알루미늄 새시, 벽돌, 유리, 나무, 방부목 등 건축 구조물 자재의 출하 시에 포장 필름으로 사용할 수 있다.

또한, 자외선과 적외선을 차단하여 내용물이 변질되거나 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마스터 배치 제조방법의 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 보호 필름 제조방법의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 보호 필름에 UV 조사 후 시간에 따른 인장강도 변화 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 보호 필름에 UV 조사 후 시간에 따른 신율 변화 그래프.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다. 본 발명에서 나타내어진 도면들의 치수들은 보다 명확한 설명을 위해 실제보다 과장되게 확대 또는 축소하여 도시하였다.

본 발명은 첨가제의 로딩(loading) 특성을 향상시키기 위하여 밀도가 매우 낮은 엘라스토머(elastomer) 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE: metallocene linear low density polyethylene) 수지를 주성분으로 한 베이스 수지와, 적외선 및 자외선 차단제(UV-corn) 첨가하여 제조된 마스터 배치(MB: master batch)를 혼합하여 사용한다. 또한, 보습성, 통기성 등을 향상시키기 위하여 아주 작은 기공을 가진 탄산칼슘 혹은 탈크(talc) 등을 사용한다.

엘라스토머 수지는 폴리올레핀을 주성분으로 하며, 폴리올레핀은 이중 결합이 포함된 올레핀이 중합하여 얻어지는 단독 중합체 또는 이종 올레핀과의 공중합체를 총칭한다.

본 발명에 사용하는 엘라스토머는 용융지수가 0.5 내지 2g/10min (190℃. 2.16kg)인 폴리올레핀인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 용융지수가 0.7 내지 1.5g/10min (190℃. 2.16kg)이고, 가장 바람직하게는 용융지수가 0.9 내지 1.3 g/10min (190℃. 2.16kg)인 것이 바람직하다. 또한 엘라스토머의 밀도가 0.865 내지 0.875의 범위인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.867 내지 0.873의 범위의 값을 가지며, 가장 바람직하게는 0.869 내지 0.871의 값을 가질 수 있다.

메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합되는 것으로, 고강도 및 고난연성을 가지고 있어 기초 수지로 이용한다. 메탈로센 촉매는 두 개의 사이클로-펜타디엔(cyclo-pentadienyl anions) 사이에 금속(M)이 끼어 있는 구조의 촉매로서, 금속의 종류로는 철(Fe) 이외에도 다양한 금속 물질(M=Ti, V, Cr, Co, Ni, Ru, Os, Pd 등)을 사용할 수 있고, 금속 물질의 종류에 따라 고분자 합성 반응을 변화할 수 있다. 메탈로센 촉매는 단일 활성점(single-site catalyst)을 가지고 있으며, 고분자의 분자량, 분자량 분포 정밀 제어가 가능하고, 촉매의 구조에 따라서 다양한 입체 규칙성을 조절할 수 있다.

메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.914 내지 0.935 g/㎤ 이고 융용 지수가 0.8 내지 2.0 g/10분(190℃, 2.16kg)인 것을 사용한다. 융용점은 112 내지 117℃이고, 산화방지제, 슬립제, 가공조제 등에서 적어도 하나 이상의 첨가제가 마스터 배치에 첨가되어 가공된다.

선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene)은 저밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌의 단점을 보완한 것으로 에틸렌과 가지를 만들 수 있는 부틸렌 같은 물질을 중합하여 만든 고분자이다. 열적 봉합성이 뛰어나며 수증기 투과성이 낮은 성질을 이용하기 위해 베이스 수지에 첨가한다. LLDPE 수지는 Zn-Na촉매를 사용하여 제조되며, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지는 공중합 또는 라디칼 중합으로 제조된다.

LDPE는 고압 상태에서 에틸렌분자의 사슬이 이어지는 중합과정에 의해 만들어 진다. 이 경우에 계속 사슬이 이어지다가 어느 순간 라디칼이 중간에 붙으면 거기에서 가지가 생긴다. 또 그 가지가 자라다가 중간에 가지가 생긴다. 저밀도 폴리에틸렌은 나뭇가지처럼 생긴 구조라 생각하면 된다. 나뭇가지가 달린 나무를 쌓으면 부피도 커지고 밀도도 작게 되는 것과 같다. 저밀도 폴리에틸렌은 이와 같이 가지가 있기 때문에 밀도가 작은 상태로 존재한다.

반면에 고밀도 폴리에틸렌은 선형 고분자이다. 모노머들이 반듯한 막대기라고 생각하면 막대기는 차곡차곡 조밀하게 쌓아 올릴 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 작기 때문에 재료가 덜 들어가는데, 강도가 약하고 고밀도 폴리에틸렌은 원료가 많이 들어가고 강도가 높다.

LLDPE는 저밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌의 단점을 보완한 것으로 에틸렌과 가지를 만들 수 있는 부틸렌 같은 물질을 중합하여 만든 고분자이다. 임의로 길이가 정해진 가지를 집어넣는다고 생각하면 막대기에 일정한 크기의 가지가 달려있게 되는 형태가 된다. 밀도도 작아지고 선형으로 차곡차곡 쌓이기 때문에 강도도 보완이 된다. 좀 더 새로워진 LLDPE는 지글러-나타, 메탈로센 등과 같은 촉매로 가지 사이의 거리를 일정하게 만들어서 고분자를 만들기도 하며, 좀 더 낮은 밀도와 좀 더 높은 강도를 얻을 수가 있다.

또한, 베이스 수지로서 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체(EVA)를 더 사용할 수 있다. EVA의 함유량이 증가함에 따라 밀도가 증가하지만 한편 결정화도는 저하하여 유연성은 늘어난다. 저함량 EVA는 보통의 저밀도 폴리에틸렌과 같이 가공되어 내충격성, 내스트레스 크랙킹성이 우수하여 중포장재, 라미네이트 필름의 접착제 등에 이용된다.

마스터 배치는 첨가제들이 가루나 액체 상태여서 직접 수지와 혼합하여 사용하기 어렵거나 베이스 수지와 혼련성이 나빠 분산성이 나쁘기 때문에, 특정 수지에 첨가제를 고농도로 농축 분산시켜 펠렛 등 일정한 형태로 제품화한 것이다. 본 발명에서 특정 수지는 첨가제의 로딩 특성을 향상시키는 엘라스토머인 폴리올레핀 또는 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 등을 사용할 수 있으며, 첨가제는 열안정제, 자외선 안정제, 활제, 충진제, 가교제, 무적제, 보습제, 통기제 등의 첨가제를 의미한다.

본 발명의 첨가제로서 자외선 안정제와 적외선 흡수제를 사용한다.

자외선 안정제는 화학선인 자외선에 의하여 변색, 표면의 갈라짐, 화학적 분해, 기계적 물성 저하를 방지하기 위하여 첨가하는 것으로 작용 기구에 따라 흡수제(absorber), ?처(quencher), HALS(hindered amine light stabilizer)로 구분한다.

자외선 흡수제는 자외선 에너지를 선택적으로 흡수하여 적외선 에너지 형태로 변환 방출하며 hydroxy benzophenone, benzotrazoles, substitutes acrylate 등이 사용된다. 그러나 두께가 얇은 폴리올레핀은 그냥 투과해 버리기 때문에 효과가 적다.

?처는 자외선을 흡수하여 자신이 에너지를 형광, 인광 및 열로 방출하는 역할을 하며 폴리올레핀에는 니켈 화합물이 사용된다.

HALS는 공분해반응 중 생성된 자유라디컬을 제거하여 광산화반응을 정지시키는 역할을 하며 흡수제와는 달리 표면보호작용이 우수하고 ?처와는 달리 착색을 부여하지 않는다. 대표적으로는 페리딘계 화합물이 있다.

무기 산화물 자외선 흡수제로 ZnO, CeO₂ 등을 사용할 수 있다.

적외선 흡수제는 적외선 흡수 기능을 가지는 무기 미립자를 사용하며 MgO, CaO, CaCO_3, Al₂O₃, SiO₂ 등을 사용할 수 있다.

상기와 같은 자외선 안정제 및 적외선 흡수제 외에 보호필름용 수지 조성물에 슬립제, 산화방지제, 열안정제, 활제, 난연제, 충진제, 가교제, 무적제, 핵제, 블로킹 방지제, 슬립제 등의 첨가제가 마스터 배치에 첨가되어 제조될 수 있다.

필름은 높은 마찰계수나 블로킹 현상으로 때때로 표면끼리 달라붙어 작업상 지장을 주는 경우가 있다. 블로킹은 필름 성형 시 닙롤(nip-roll)에서 필름 내면이 서로 달라붙은 현상으로 표면마찰로 인한 슬립성과 구분된다. 블로킹은 일차적으로 다이와 닙롤 간의 거리를 넓게 하고 냉각시간을 연장하며 닙롤의 온도를 수지의 연화점 이하로 유지하면 일반적으로 감소한다.

블로킹 방지제는 필름 표면을 거칠게 하여 인접한 필름층 사이에 얇은 공간을 형성함으로써 접착을 방지하는 것으로, 실리카, 규조토, 카올린 또는 탈크(talc) 중에서 적어도 하나 이상을 선택하여 첨가한다. 블로킹 방지제는 보호필름의 투명도를 조절할 수 있다.

슬립제는 필름이나 시트가 잘 미끄러지도록 하기 위한 첨가제로써 가공 도중이나 직후에 표면으로 나와 도포된다. 이 도포막이 마찰계수를 줄이는데 필요한 윤활작용을 하게 되므로 슬립성을 개선해 준다.

산화방지제(antioxidant) 플라스틱이 주로 공기 중의 산소에 의해 산화열화를 받아 제조 혹은 사용 시에 품질저하를 일으키는 것을 억제, 방지할 목적으로 플라스틱에 첨가하여 사용된다. 산화열화반응을 억제, 방지하는 경우를 보면 연쇄개시반응의 금지, 연쇄성장 반응의 금지, 과산화물의 분해 등 세 가지 방법이 있다. 플라스틱용 산화방지제로는 주로 페놀계, 유황계, 인계 산화방지제가 사용되며 아민계는 가공 중 또는 사용 시에 변색하기 때문에 고무분야에서 주로 사용되고 플라스틱 분야에서는 거의 사용되지 않는다. 산화방지제의 첨가 사용량은 일반적으로 0.1-1.5%이다.

열안정제(heat stabilizer) 여러 수지에 혼합하여 가공과 완성된 제품의 사용기간 중 수지의 물리적, 화학적 성질을 유지하도록 도와주는 화합물이다. 플라스틱의 혼합 및 제조 등의 조작은 고온에서 이루어지기 때문에 첨가제의 보호 없이는 심하게 분해된다. 열안정성 및 투명성이 비교적 양호한 Ba-Zn계나 무독성인 Ca-Zn계를 사용한다.

활제(lubricant)는 성형, 압출 중에 플라스틱과 접촉하는 금속표면을 윤활 시켜 유동을 도와주는 물질이다. 즉, 금형 면이나 압출기표면과 수지와의 점착성을 방지하고 슬립성 향상을 위한 첨가제로써 수지와 혼합되어 용융 점도를 저하시켜 성형가공성을 좋게 한다. 또한 활제의 사용으로 가공온도가 낮아지고 가공시간이 단축됨에 따라 가공도중의 열화가 감소되어 제품의 질이 향상된다. 활제는 폴리머와 혼합되는 동안 폴리머 입자에 도포된 후, 온도가 상승하면 폴리머와 활제가 서로 녹아서 폴리머 내부로 활제가 스며들게 된다. 이때 스며드는 속도는 폴리머에 대한 활제의 용해도에 의해 결정된다.

난연제(flame retardants)는 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있는 대부분의 플라스틱을 물리, 화학적으로 개선하여 잘 타지 못하도록 첨가하는 물질이다.

충진제(filler)는 대량으로 첨가되어 원가절감을 목적으로 하는 증량제(extender filler)와 기계적, 열적, 전기적 성질이나 또는 가공성을 개선하기 위해 첨가되는 첨가제(reinforcing filler)의 두 가지로 대별된다. 충진제는 다른 첨가제에 비해 대량으로 배합되는 것이 일반적이며, 많을 경우 40 내지 50%가 사용되기도 한다. 충진제가 폴리머에 배합될 때 화학조성이나 형상에 따라 효과가 현저하게 달라지며, 따라서 충진제의 종류는 화학조성에 따라 무기질과 유기질로 분류하고 형상에 따라 분말상, 평판상, 침상, 구상, 섬유, 섬유직물상 등으로 분류한다. 충진제로는 유리섬유, 탄산칼슘, 탈크, 미카, 규석, 목분, 쵸크, 등이 있으며, 충진제의 주된 목적이 물성 및 가공성의 개선에 있으나 대량의 충진제가 배합되므로 경우에 따라서 물성저하 등의 결점이 나타나기도 한다.

가교제는 열에 의해 분해되는 화합물은 중합반응을 개시하고 가교반응에 영향을 준다. 분해속도는 분해속도를 증가시키기 위해 계에 첨가되는 증감제(promotor)와 가속제(accelerator)에 의해 혹은 분해를 지연시키는 금지제에 의해 조절된다. 가교반응에 쓰이는 액체수지에 첨가되는 첨가제는 촉매, 후경화제, 가교제, 개시제 등 여러 명칭으로 불린다.

무적제(antifogging agent)는 폴리머 필름으로 식품을 포장하거나 온상 피복하는 경우 필름내면에 물방울이 맺혀서 식품의 보관 시나 작물 생육 시 나쁜 영향을 미치고 있다. 이를 개선하기 위해 플라스틱 필름의 표면장력을 증가시켜 물과의 친화력을 향상시키기 위해 비이온계 계면활성제의 일종인 AF(antifogging)제를 첨가하고 있다.

핵제(nucleating agent)는 폴리머의 결정화 속도를 촉진시키고 결정의 크기를 작고 균일하게 하여 투명도를 향상시키고 결정화 속도를 증가시킴으로써 싸이클 타임을 단축시키는 한편, 기계적 물성을 향상시키기 위한 첨가제이다. 핵제는 주로 투명도가 필요한 포장용 필름이나 박층 용기에 사용되어 경도, 인장강도, 탄성률, 항복점, 신장률 및 충격강도 등의 기계적 물성 향상, 흐림도, 광택도 및 투명도 등의 광학적 성질 향상, 기계적 응력의 균일한 분배, 결정화 속도의 증가로 인한 싸이클 타임 단축 등의 기대 효과를 얻을 수 있다.

본원발명에 따른 보호필름용 수지 조성물은, A) 엘라스토머 수지 20 내지 30중량%, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 25 내지 50 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene) 수지 20 내지 45 중량%, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지 5 내지 10중량%를 포함하는 베이스 수지, B) 상기 베이스 수지 45 내지 55중량%에 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 포함한 첨가제 45 내지 55중량%를 첨가하여 제조한 마스터 배치(MB), C) 상기 베이스 수지 100중량%에 대하여 상기 마스터 배치를 1 내지 10 중량% 비로 혼합한 것을 특징으로 한다.

베이스 수지의 혼합비율 중에서 바람직한 비율은 엘라스토머 수지 25중량%, mLLDPE 수지 40중량%, LLDPE 수지 30중량%, LDPE 수지 5중량%이다.

폴리올레핀계 엘라스토머 수지는 전체 수지 조성물 중에 20 내지 30 중량% 범위로 상기 엘라스토머 수지의 함량이 상기 범위 미만 또는 초과하는 경우 투명성 및 강성(stiffness)이 저하하거나 끈적이는 현상이 높아지는 경향이 있다.

마스터 배치의 첨가제는 자외선 안정제 및 적외선 흡수제이고 보습과 통기를 위하여 45 내지 55중량% 범위 내에서 탄산칼슘과 탈크가 첨가된다.

도 1은 마스터 배치 제조방법에 대한 플로 차트이다. 마스터 배치 제조방법은 베이스 수지에 적외선 및 자외선 차단제를 마스터 배치로 배합한 폴리에틸렌 복합수지 알갱이를 제조하는 공정이다.

마스터 배치 제조 방법은, 엘라스토머 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 베이스를 110~150℃로 용융하여 15분간 니딩(kneading)하는 단계, 상기 수지 베이스가 융용된 후 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 넣고 10분간 니딩하는 단계, 니딩 후 롤밀(roll-mill)하고 분산하는 단계, 분산된 최종 수지를 쌍 스크류(twin screw)를 사용하여 압출하여 알갱이로 제형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 넣어 제형한 것을 UV-corn이라 한다.

상기의 보호필름용 수지 조성물을 이용하여 보호필름의 제조 방법은, (a) 상기 베이스 수지에 UV-corn을 혼합하여 니딩하여 보호필름용 수지 조성물 복합수지를 제조하는 단계, (b) 상기의 보호필름용 수지 조성물 복합수지를 블로운 필름 압출기로 공급하는 단계, (c) 상기 복합수지를 150 내지 250℃의 온도로 가열된 배럴에서 융용-압출 되어 중합체 스트림을 형성하는 단계, (d) 상기 중합체 스트림에 에어를 불어 필름을 형성하는 단계를 포함한다.

블로운 필름 압출기는 복합수지 조성물을 용융시키고, 환형 유출구 및 환형 유출구로 안내하는 테이퍼 채널을 포함하는 환형 다이를 포함하여, 환형 유출구는 소정의 개구부 폭을 가지며, 테이퍼는 적정한 길이의 선형 테이퍼이고, 선형 테이퍼의 중심은 환형 유출구에 대해 수직인 선으로부터 적절한 각도로 환형 유출구 중심으로부터 경사져 있다. 상기 다이는 상기 선형 유출구 내부에 기체 압력의 공급원을 가지는 다이를 통해 용융된 복합수지 조성물을 압출기로부터 통과시키며 냉각 기체 스트림을 이용하여 상기 다이를 통과한 압출된 조성물을 냉각시킨다.

투명도는 초기 입사되는 빔에 대하여 시편을 투과한 빛의 퍼센트로 정의한다. 백분율로 암흑을 0%, 완전투명상태를 100%으로 나타낼 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌은 결정화도가 낮고 투명도가 높은 반면 고밀도 폴리에틸렌은 결정화도가 높고 투명도가 낮다. 결정성 수지는 결정부와 비결정부에서 빛의 굴절률 차이가 있어 빛이 산란되어 버리므로 투명도가 저하된다. 그러나 폴리에틸렌, 폴리프로필렌은 수지상태에서 가공 후 냉각 고화 시 급랭에 의해서 그 결정 입자를 작게 하든가 결정화를 억제하면 비교적 투명도가 좋아진다.

또한 자외선과 적외선을 입사하여 투과된 자외선과 적외선을 측정하여 투과된 광량으로 자외선 또는 적외선 투과율을 계산한다.

[실시예]

본 발명에 의한 일 실시예의 베이스 수지는 엘라스토머 수지 25중량%, mLLDPE 수지 40중량%, LLDPE 수지 30중량%, LDPE 수지 5중량%이다. UV-corn은 베이스 수지 50중량%에 첨가제 50 중량%를 혼합한 것이다. 첨가제는 자외선 안정제 60중량%, 적외선 흡수제 20중량%, 탈크 또는 탄산칼슘을 20중량%로 혼합한 것이다. 베이스 수지에 UV-corn의 비율은 베이스 수지의 총 중량부의 1 내지 10%의 비율로 혼합하여 사용한다.

표 1과 도 3은 베이스 수지에 UV-corn을 혼합하지 않은 비교예와 UV-corn을 3중량% 첨가한 실시예를 60 ℃에서 24시간 UV를 조사하여 시간 경과에 따라 인장강도를 측정한 결과를 보여준다.

[표 1]

표 1과 도 3에서 보듯이 UV 조사 후 초기에는 비교예와 실시예 모두 비슷한 인장강도를 가지나 시간이 지남에 따라 실시예는 거의 변화가 없으나 비교예는 1/2로 인장강도가 감소하여 노후화됨을 알 수 있다.

표 2와 도 4는 베이스 수지에 UV-corn을 혼합하지 않은 비교예와 UV-corn을 3중량% 첨가한 실시예를 60 ℃에서 24시간 UV를 조사하여 시간 경과에 따라 인장강도와 신율을 측정한 결과를 보여준다.

[표 2]

표 2와 도 4에서 보듯이 UV 조사 후 초기에는 비교예와 실시예 모두 비슷한 신율 특성을 가지나 시간이 지남에 따라 실시예는 거의 변화가 없으나 비교예는 급격히 감소하여 노후화됨을 알 수 있다.

또한, 실시예는 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 흡광 계수가 0.06 내지 0.13 phr^-1㎛^-1이고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 흡광 계수가 0.11 내지 0.20 phr^-1㎛^-1로 자외선 투과율이 2% 미만이었으며, 적외선 투과율도 5% 미만이고, 가시광선영역에서의 광 투과도가 90% 이상으로 측정되었다.

Claims (7)

1. A) 엘라스토머 수지 20 내지 30중량%, 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 25 내지 50 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene) 수지 20 내지 45 중량%, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low density polyethylene) 수지 5 내지 10중량%를 포함하는 베이스 수지,
   B) 상기 베이스 수지 45 내지 55중량%에 자외선 안정제 및 적외선 흡수제를 포함한 첨가제 45 내지 55중량%를 첨가하여 제조한 마스터 배치(MB) 및
   C) 상기 베이스 수지 100중량%에 대하여 상기 마스터 배치를 1 내지 10 중량% 비로 혼합하되,
   상기 자외선 안정제는 ZnO 또는 CeO₂ 이고,
   상기 적외선 흡수제는 무기 미립자인 MgO, CaO 및 Al₂O₃ 중에서 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 산업 포장재 필름용 수지 조성물.
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