KR101610425B1 - 합성 수지 착색용 마스터 배치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 알루미늄 안료와 폴리에틸렌 왁스와 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

합성 수지 착색용 마스터 배치{MASTER BATCH FOR COLORING SYNTHETIC RESIN}

본 발명은 합성 수지에 메탈릭풍의 착색을 부여하는 합성 수지 착색용 마스터 배치에 관한 것이다. 특히, 비결정성 또는 결정성 중 어느 한 종류의 합성 수지에 대해 혼합을 실시해도, 이것을 혼합한 합성 수지의 강도가 저하되지 않는다는 특성을 구비한 합성 수지 착색용 마스터 배치, 및 당해 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조되는 합성 수지 성형품에 관한 것이다.

MIC (Mold-in-Color) 재에 의해 합성 수지를 착색하는 경우, 예를 들어 합성 수지에 대해 착색제로서의 안료를 직접 혼합하여 합성 수지 자체를 원하는 색으로 착색하는 것이 이루어지고 있다. 특히, 합성 수지를 메탈릭풍으로 착색하는 경우에는, 일반적으로 통상적인 도료로 사용되는 페이스트상 알루미늄 안료가 이용되고 있다.

그러나, 페이스트상 알루미늄 안료는 미네랄스피릿 등으로 대표되는 유기 용제를 함유하므로 통상적으로는 습윤 상태에 있다. 이 때문에, 페이스트상 알루미늄 안료를 그대로의 상태로 혼합하여 합성 수지를 착색한 경우에는, 유기 용제 성분이 합성 수지 중에 잔류하므로, 이것을 성형한 합성 수지 성형품의 표면에 있어서 유기 용제 성분이 블리드되는 경우가 있었다. 한편, 페이스트상 알루미늄 안료에 포함되는 알루미늄 안료는, 그 자체가 금속이기 때문에 합성 수지의 계면과의 융합성 (젖음성) 이 부족하고, 따라서 합성 수지 중에서의 알루미늄 안료의 분산성은 그다지 양호하지 않다. 그러한 이유들로 인해, 합성 수지 성형품에 충분한 메탈릭풍의 착색을 실시하기 곤란해지는 케이스가 있었다.

이들 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어 테르펜-페놀 수지와 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 피복물에 의해 알루미늄 등의 금속 입자를 피복하여 이루어지는 유동 용이성 입상 물질을 펠릿화 (이른바 마스터 배치화) 하여, 이것을 합성 수지에 혼합함으로써 메탈릭풍으로 착색한다는 제안이 이루어져 있다 (일본 공표특허공보 소59-501550호 (특허문헌 1))

이 제안에 의한 마스터 배치는 취급이 용이함과 함께 페이스트상 알루미늄 안료에 포함되는 유기 용제 성분을 거의 포함하지 않고, 또한 합성 수지 중에서의 분산성도 양호하기 때문에, 폴리에틸렌 필름 등에 대한 메탈릭풍 착색에 이용되고 있다.

일본 공표특허공보 소59-501550호

그러나, 테르펜-페놀 수지나 저밀도 폴리에틸렌 수지를 사용한 상기와 같은 마스터 배치를 비결정성 수지 (예를 들어 ABS 수지 등) 에 혼합한 경우, 그 마스터 배치에 포함되는 테르펜-페놀 수지나 저밀도 폴리에틸렌 수지에서 기인하여 합성 수지 성형품의 강도 저하를 일으키는 경우가 있었다.

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 메탈릭풍 착색을 하기 위해서 비결정성 합성 수지 중에 혼합한 경우에도, 마스터 배치에 포함되는 수지 등의 성분에 의해 합성 수지 성형품의 강도 저하를 일으키는 경우가 없는 합성 수지 착색용 마스터 배치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 합성 수지 착색용 마스터 배치에 포함되는 수지 성분으로서 특정 폴리에틸렌 수지를 채용함과 함께 래틀러값을 특정 값 이하로 하면, 상기 목적을 달성할 수 있다는 지견을 얻어, 이 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭함으로써 마침내 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 알루미늄 안료와 폴리에틸렌 왁스와 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 상기 폴리에틸렌 왁스와 상기 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 9:1∼7:3 의 질량비로 포함하는 것이 바람직하고, 알루미늄 안료를 60 질량 % 이상 80 질량 % 이하의 범위로 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 이와 같은 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조되는 합성 수지 성형품에도 관한 것이다.

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 상기와 같은 구성을 가짐으로써 비결정성의 합성 수지 중에 혼합한 경우에도, 합성 수지 성형품의 강도를 저하시키지 않는다는 우수한 효과를 갖는다.

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 알루미늄 안료와 폴리에틸렌 왁스와 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 특징으로 하고 있다. 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 이와 같은 각 성분을 포함하고, 또한 이와 같은 래틀러값을 갖는 한, 이런 종류의 마스터 배치에 포함되는 종래 공지된 첨가제를 임의로 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치의 각 구성 등에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

<알루미늄 안료>

본 발명에서 사용하는 알루미늄 안료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 평균 입경이 5∼250 ㎛ 정도인 플레이크상인 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 평균 입경이 5∼30 ㎛ 정도인 것 혹은 60∼150 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 착색의 목적 및 용도에 따라 임의의 것을 선택할 수 있다. 그 평균 입경이 상기 범위 내이면, 치밀한 메탈릭감을 수지에 부여하는 것이나, 입자감이 있는 반짝반짝한 스파클감과 같은 의장을 수지에 부여할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 평균 입경이란, 레이저 회절법, 마이크로메시체법, 콜터 카운터법 등의 공지된 입도 분포 측정법에 의해 측정된 입도 분포에 의해, 체적 평균을 산출하여 구해지는 것을 말한다.

또, 당해 알루미늄 안료는 어떠한 제법에 의해 얻어진 것이어도 된다. 예를 들어, 볼밀 중에서 원료인 알루미늄 분말을 미네랄스피릿 등의 유기 용제로 습윤 상태로 하고, 스틸 볼을 이용하여 이 알루미늄 분말을 습식 분쇄함으로써 얻어지는 알루미늄 안료 등을 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 알루미늄 안료의 표면에는, 상기와 같은 습식 분쇄시에 분쇄 보조제로서 첨가되는 스테아르산이나 올레인산 등이 부착되어 있어도 되고, 또한 당해 알루미늄 안료 표면을 적절히 표면 처리한 것을 사용해도 된다.

<폴리에틸렌 왁스>

본 발명에서 사용하는 폴리에틸렌 왁스는 결정성이 낮고, 저밀도이며, 다른 수지와의 분산성 (혼화성) 이 양호하다는 특성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 폴리에틸렌 왁스는, 구체적으로는, 140℃ 에서의 용융 점도가 150∼6000 mPa·s 의 범위에 있는 것을 들 수 있고, 특히 3000∼5000 mPa·s 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 용융 점도를 갖는 폴리에틸렌 왁스는, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치의 제조시에 있어서, 후술하는 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 가열하면서 알루미늄 안료와 혼련할 때에 알루미늄 안료를 당해 마스터 배치 중에 균일하게 분산시킨다는 우수한 작용을 나타낸다.

또한, 상기 용융 점도는, JIS K 2283:2000 의 우베로데법에 준하여 측정할 수 있는 동점도 (㎟/s) 를 이용하여, 이하의 환산식 (식 1) 에 의해 용융시에 있어서의 절대 점도 (mPa·s) 로서 구해지는 점도이다.

구체적으로는, 폴리에틸렌 왁스를 동일한 질량의 테트랄린 (테트라하이드로나프탈렌) 에 첨가하고, 120℃ 이하에서 가열 용해함으로써 얻어지는 농도 50 % 의 희석 용액을 이용하여, 측정 온도 100℃ 에서 우베로데법에 준하여 그것의 동점도를 측정한다. 그리고, 그 동점도를 이하의 (식 1) 에 의해 환산한 값 (즉 절대 점도) 을 용융 점도로 한다.

용융 점도 (mPa·s/140℃) =

(동점도 (㎟/s)×11.68)-190…(식 1)

또한 본 발명의 폴리에틸렌 왁스는 상기와 같은 용융 점도를 가짐과 함께 900∼930 ㎏/㎥ 라는 밀도를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 밀도는 더욱 바람직하게는 910∼920 ㎏/㎥ 이다. 이와 같이, 그 밀도가 900∼930 ㎏/㎥ 의 범위내이면, 폴리에틸렌 왁스의 결정화도가 낮아, 비결정성 수지에 대해 용이하게 혼련할 수 있다는 작용이 나타난다. 또한, 이와 같은 밀도는 예를 들어 JIS K 6760:1990 에 의해 측정할 수 있다.

상기와 같은 각 특성을 갖는 폴리에틸렌 왁스는 일반적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 산요 화성 주식회사 제조의 산왁스 시리즈나 미츠이 화학 주식회사 제조의 미츠이 하이왁스 시리즈 등을 들 수 있다.

이와 같은 본 발명의 폴리에틸렌 왁스는, 이상의 설명에서도 알 수 있는 바와 같이, 균일한 조성의 마스터 배치를 제조할 수 있다는 작용을 가짐과 함께, 비결정성 수지에 대한 분산 용이라는 작용도 갖는 것이며, 본 발명의 특징점 중 하나를 구성하는 것이다.

<직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지>

본 발명에서 사용하는 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 결정성이 낮고, 저밀도이며, 강도와 연성이 우수하고, 다른 수지와의 상용성이 양호하다는 작용을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 구체적으로는, 메탈로센 촉매를 사용하여 중합함으로써 얻어지는 폴리에틸렌 수지이며, 분자량 분포 (Mw/Mn) 가 좁은 것을 말한다. 여기서, 「직사슬형」이란, 분기 사슬나 측사슬이 적은 폴리에틸렌 분자를 의미하는 개념적인 것으로서, 화학 구조적으로 직사슬형의 분자만을 의미하는 것은 아니다.

이와 같은 본 발명의 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 보다 구체적으로는, 멜트 플로우 레이트가 1.0∼6.0 g/10 min 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.0∼5.0 g/10 min 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 멜트 플로우 레이트를 갖는 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 당해 마스터 배치에 의해 착색되는 수지 (모재 수지) 에 대해 기계적 강도가 유사하여, 강인한 충격 강도를 가지므로, 모재 수지의 기계적 강도를 저해하지 않는다는 우수한 작용을 갖는다. 또한, 이와 같은 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 우수한 연성과 인성을 가지므로, 당해 마스터 배치 자체의 강도를 향상시킨다는 작용도 가지고 있다. 또한, 멜트 플로우 레이트는 JIS K 7210:1999 에 의해 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 상기와 같은 멜트 플로우 레이트를 가짐과 함께 이하와 같은 밀도와 융점을 가지고 있는 것이 바람직하다. 즉, 그 밀도는 900∼940 ㎏/㎥ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 920∼930 ㎏/㎥ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이와 같은 범위의 밀도를 채용함으로써, 상기 폴리에틸렌 왁스와 마찬가지로, 결정화도가 낮고, 비결정성 수지에 대해 용이하게 혼련할 수 있다는 작용이 나타난다. 또한, 그 밀도는 상기의 폴리에틸렌 왁스에 대한 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.

한편, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 융점은 95∼130℃ 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 110∼125 ℃ 인 것이 바람직하다. 이와 같은 융점을 가짐으로써, 마스터 배치 혹은 합성 수지 성형품을 제조할 때의 가열 혼련시에 용이하게 용융할 수 있어 가공성이 우수한 것이 된다. 또한, 이와 같은 융점은 예를 들어 JIS K 7121 에 의해 측정할 수 있다.

이와 같은 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 일반적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 프라임 폴리머사 제조의 에볼류 (상품명) 등을 들 수 있다.

이와 같은 본 발명의 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 이상의 설명에서도 알 수 있는 바와 같이, 당해 마스터 배치에 의해 착색되는 합성 수지 성형품의 기계적 강도를 저하시키지 않고 본래의 강도로 유지할 수 있다는 작용을 갖는 것이며, 상기의 폴리에틸렌 왁스의 사용과 함께 이루어져 본 발명의 특징점 중 하나를 구성하는 것이다.

<래틀러값>

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는, 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에, 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 필요로 한다.

여기서, 래틀러값이란, 닛폰 분말 야금 공업회 규격인 「JPMA P11-1922」에 준하여 측정한 값이다. 구체적으로는, 먼저 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 제조한다. 이것은, 예를 들어 소정량의 알루미늄 안료 (알루미늄 안료는 페이스트상인 것도 사용할 수 있다), 폴리에틸렌 왁스 및 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를, 만능 교반기 등을 이용하여 가열, 혼련하고, 얻어진 혼련물을 크러셔 등의 분쇄 방법으로 분쇄하고, 그 분쇄물을 디스크 펠릿타이저로 원주 펠릿상으로 함으로써 제조할 수 있다. 그리고, 이와 같은 형상 (높이는 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하이면 여러 가지 높이의 것이 포함되어 있어도 상관없다) 의 합성 수지 착색용 마스터 배치 15.00 g (「봉입 질량」으로 한다) 을 칭량하여, 내주 (內周) 표면에 1 장의 장해판을 갖는, 체 눈금 1180 ㎛ 의 스테인리스제 철망 바구니에 봉입하고, 회전 속도 87±10 rpm 으로 1000 회전시킨 후, 체 (즉 스테인리스제 철망 바구니) 안에 남은 합성 수지 착색용 마스터 배치의 질량 (「잔량 질량」으로 한다) 을 측정한다. 이어서, 이들의 각 측정된 질량에 기초하여, (봉입 질량-잔량 질량)/봉입 질량×100 이라는 계산식으로부터 질량 감소율을 구하여, 이것을 본 발명의 래틀러값으로 한다.

즉, 이 래틀러값이란, 충격이 가해진 경우의 형상 유지성의 척도가 되는 것이고, 합성 수지 착색용 마스터 배치의 강도의 척도가 되는 것이다. 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는, 상기 서술한 방법으로 측정한 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 필요로 하고, 바람직하게는 1.5 % 이하가 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 래틀러값을 가짐으로써, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 합성 수지 중에 혼합한 경우에, 합성 수지 성형품의 강도가 저하되지 않는다는 우수한 효과가 나타난다.

<합성 수지 착색용 마스터 배치>

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 합성 수지에 메탈릭풍의 착색을 부여하기 위해서 사용되는 것이며, 상기와 같이, 직경이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에, 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 것을 필요로 하지만, 그 형상을 이 원주 펠릿상의 형상에만 한정되는 것이 아니라, 임의의 형상으로 할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 상기와 같은 원주 펠릿상의 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 상기 폴리에틸렌 왁스와 상기 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 9:1∼7:3 의 질량비로 포함하는 것이 바람직하고, 또한 8.5:1.5∼7.5:2.5 의 질량비로 포함하는 것이 보다 바람직하다.

당해 질량비가 상기 범위 내이면 합성 수지 착색용 마스터 배치 제조시의 생산성이 양호해진다. 예를 들어, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 상기 서술한 질량비가 3 을 초과하면 (즉 폴리에틸렌 왁스와의 합계량 중에서 30 % 를 초과하여 포함되면), 당해 마스터 배치를 구성하는 수지 성분 (캐리어 수지라고도 하고, 폴리에틸렌 왁스와 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 양자를 나타낸다) 의 강도가 너무 강해져, 당해 마스터 배치를 혼련기로부터 꺼낼 때의 작업성이나, 조립 (造粒) 시의 생산성이 현저하게 악화되는 경향을 보인다. 또, 폴리에틸렌 왁스의 상기 서술한 질량비가 9 를 초과하면 (즉 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지와의 합계량 중에서 90 % 를 초과하여 포함되면), 당해 마스터 배치를 구성하는 수지 성분의 강도가 약해져, 수송시 등에 있어서 당해 마스터 배치의 형상이 무너질 우려가 있다.

또, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 상기 알루미늄 안료를 60 질량 % 이상 80 질량 % 이하의 범위로 포함하는 것이 바람직하고, 또한 65 질량 % 이상 75 질량 % 이하의 범위로 포함하는 것이 보다 바람직하다.

당해 알루미늄 안료의 함유량이 60 질량 % 이상 80 질량 % 이하의 범위 내이면 당해 마스터 배치 중의 수지 성분의 함유량이 상대적으로 감소하기 때문에, 당해 마스터 배치를 착색 목적의 모재 수지에 첨가했을 경우에 모재 수지 이외의 수지 성분 (「컨태미네이션」이라고 불린다) 의 비율을 감소시킬 수 있다는 효과가 나타난다. 이와 같은 「컨태미네이션」는 모재 수지의 강도를 저하시키는 요인이 되기 때문에, 결과적으로 모재 수지의 강도 저하 방지에 기여하게 된다.

한편, 알루미늄 안료의 함유량이 상기의 범위를 초과하면, 당해 마스터 배치의 강도가 저하되어, 가벼운 충격에 의해 그 형상이 무너져 버린다. 이와 같이 그 형상이 무너지면, 당해 마스터 배치를 용기 중 혹은 포장체 내에 곤포(梱包)되어 수송하는 동안 등에 있어서 분체상물이 발생하여, 착색 목적의 모재 수지에 배합할 때의 취급에 문제점을 수반하게 된다. 또, 그 분체상물의 비산에 의해 설비 등이 오염될 우려도 있기 때문에 바람직하지 않다.

또 추가로 스크루 피더 등으로 당해 마스터 배치와 모재 수지를 피드하고 또한 용융하여 혼합함으로써 합성 수지 성형품을 성형할 때에 그 분체상물이 포함되면, 그것이 당해 마스터 배치와 함께 피드되어 모재 수지와 혼합함으로써, 일련의 성형 공정 최초에 성형되는 합성 수지 성형품과 그보다 이후에 성형되는 합성 수지 성형품에 있어서 포함되는 알루미늄 안료의 농도에 차이가 발생하는 (최초에 성형되는 합성 수지 성형품에 포함되는 알루미늄 안료의 농도가 높아지는) 원인이 될 우려가 있다. 이상의 여러 가지 면에서, 알루미늄 안료의 함유량을 60 질량 % 이상 80 질량 % 이하의 범위 내로 하고, 당해 분체상물의 발생을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위 내에서, 종래 공지된 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 그러한 첨가제로는, 예를 들어, 탤크, 실리카 등의 체질 안료, 아조계 안료, 안트라퀴논계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 디옥사진계 안료, 퀴노프탈론계 안료 등의 유기 안료, 산화티탄, 철단, 군청, 감청, 황색 산화철, 황연, 크롬 버밀리온, 복합 산화물계 안료 등의 무기 안료, 카본 블랙 등의 안료, 분산제 등을 들 수 있다.

상기에 있어서, 분산제로는, 예를 들어 스테아르산알루미늄, 스테아르산마그네슘, 스테아르산칼슘, 스테아르산스트론튬, 스테아르산리튬, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 등의 금속 비누, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토트리프로필트리메톡시실란 등의 실란 커플링제, 무수 말레산 등을 들 수 있다.

<합성 수지 착색용 마스터 배치의 제조 방법>

본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 공지된 어떠한 제조 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 서술한 알루미늄 안료 (알루미늄 안료는 페이스트상인 것도 사용할 수 있다), 폴리에틸렌 왁스 및 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 만능 교반기 등에 의해 가열하면서 혼련한다 (혼련 공정). 당해 혼련 공정에 있어서의 가열 온도는 배합하는 수지 성분 (즉 폴리에틸렌 왁스 및 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지) 에 따라 상이한데, 통상적으로는 140∼180℃ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 당해 혼련 공정에 있어서의 혼련 시간은 당해 배합하는 수지 성분이 알루미늄 안료와 균일하게 분산되는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 0.5∼2 시간으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 가열 온도 및 혼련 시간에 의해, 페이스트상의 알루미늄 안료 (이른바 알루미늄 안료 페이스트) 를 사용했을 경우라도, 당해 알루미늄 안료 페이스트에 포함되는 용제 성분이 제거되기 때문에 바람직하다.

이어서, 이와 같은 혼련 공정에 의해 균일하게 혼련된 후에, 혼련물을 크러셔 등의 분쇄 방법에 의해 분쇄하고 (분쇄 공정), 디스크 펠릿타이저로 실질적으로 고형분 100 % 의 펠릿상의 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 제조할 수 있다.

<합성 수지 성형품>

상기 서술한 바와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는, 적절히 합성 수지 (즉 당해 착색 목적의 모재 수지) 중에 혼합함으로써, 바람직하게 합성 수지 성형품을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 합성 수지 성형품은 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조되는 것이다.

여기서, 모재 수지 중의 당해 마스터 배치의 함유량은, 0.1∼7.0 질량% 로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.7∼5.0 질량% 로 하는 것이 보다 바람직하다. 당해 마스터 배치의 함유량이 0.1∼7.0 질량% 의 범위 내이면, 이른바 「컨태미네이션」의 비율이 감소되어, 모재 수지의 강도 저하를 방지할 수 있으므로 바람직하다.

또, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치에 의해 착색할 수 있는 (즉 당해 마스터 배치를 혼합할 수 있는) 합성 수지 (모재 수지) 의 종류는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 여러 가지의 합성 수지를 들 수 있다. 특히, ABS 수지와 같은 비결정성 합성 수지를 들 수 있고, 강도를 저하시키지 않고 이와 같은 비결정성 합성 수지를 착색할 수 있는 것은 본 발명의 큰 특징이다. 왜냐하면, 종래의 합성 수지 착색용 마스터 배치에서는, 강도를 저하시키지 않고 비결정성 합성 수지를 착색할 수 없었기 때문이다.

이와 같이 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치는 비결정성 또는 결정성 중 어느 한 종류의 어떠한 합성 수지에 대해서도 강도를 저하시키지 않고 혼합할 수 있고, 그것을 바람직하게 착색할 수 있다는 우수한 효과를 나타낸다.

이와 같은 본 발명의 합성 수지 성형품은 사출 성형, 압출 성형, 블로우 성형 등의 종래 공지된 각종 성형 방법에 의해 성형되는 성형품으로서, 그 형상 등은 특별히 한정되지 않는다. 또, 이와 같은 최종 성형품뿐만 아니라, 최종 형태가 되기 전의 중간 제품 (예를 들어 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치와 착색 목적의 모재 수지를 펠릿상으로 혼련한 착색 펠릿 등) 도, 본 발명의 합성 수지 성형품에 포함된다.

<실시예>

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예, 비교예에 제공한 알루미늄 안료는, 평균 입경 20 ㎛ 의 알루미늄 안료를 포함한 페이스트 (상품명 「알페이스트 TCR2020」;토요 알루미늄 주식회사 제조) 를 이용하여 마스터 배치 중에 포함되는 알루미늄 안료의 함유량 (고형분) 이 70 질량 % 가 되도록 배합하였다. 또한, 본 실시예에 있어서 알루미늄 안료의 평균 입경은 레이저 회절식 입도 분포 측정기 (상품명 「MicrotracHRA9320-X100」, 닛키소 주식회사 제조) 를 이용하여 레이저 회절법으로 측정되는 50 % 누적시의 입경으로 한다.

먼저, 만능 교반기에서, 이하의 표 1 에 나타내는 배합 비율의 각 원료를 혼련시의 가열 온도 160℃ 에서 균일하게 혼련, 탈기하여, 혼합물을 제조하였다. 계속하여, 얻어진 당해 혼합물을, 크러셔 등으로 예비 분쇄하고, 디스크 펠릿타이저로 직경 φ 이 2.5 ㎜ 이고 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 제조하였다.

이하의 표 1 중, 폴리에틸렌 왁스로는 산요 화성 주식회사 제조의 상품명 「산왁스 161-P」(용융 점도 : 4300 mPa·s/140℃, 밀도 : 920 ㎏/㎥) 를 사용하고, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지로는 주식회사 프라임 폴리머 제조의 상품명 「에볼류 SP2510」(멜트 플로우 레이트 : 1.5 g/10 min, 밀도 : 923 ㎏/㎥, 융점 : 121 ℃) 을 사용하였다. 또, 래틀러값은 전술한 방법에 의해 측정하였다.

이어서, 이와 같이 제조한 각 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 ABS 수지를 착색하고 ABS 수지로 이루어지는 합성 수지 성형품을 제조하였다. 즉, 각 마스터 배치와 ABS 수지를 후술하는 비율로 배합하여 혼련 압출함으로써 착색 펠릿을 제조하고, 이 착색 펠릿을 사출 성형함으로써 합성 수지 성형품 (테스트 피스) 을 제조하였다.

여기서, 착색하는 합성 수지는 ABS 수지 (닛폰 A & L 주식회사 제조 「내열 ABS 수지 MTH-2」, 멜트 플로우 레이트 : 11.4, 밀도 : 1040 ㎏/㎥) 를 사용하였다. 또, 상기 착색 펠릿의 제조는, 합성 수지 착색용 마스터 배치의 함유량이 2.86 질량 % (알루미늄 안료분 2.00 %) 가 되도록 배합하고, 플라스틱 공학 연구소 제조의 동 방향 2 축 압출기 BT-30-X-30L 형 (스크루 직경 : 30 ㎜, L/D 비 : 30, 다이스 직경 φ : 3 ㎜×2 지점) 을 사용하고, 압출 온도 220℃ 에서 혼련 압출하여, 스트랜드를 수랭하고 커터로 펠레타이즈하였다. 그 후, 이와 같이 제조한 착색 펠릿을 성형 온도 250℃ 에서 사출 성형함으로써 테스트 피스를 제조하였다.

그리고, 이 테스트 피스를 이용하여, 인장 시험과 아이조트 충격 시험을 실시하였다. 인장 시험은, JIS K 7113 에 준하여 테스트 피스의 형상은 1 호형으로 하고, 인장 속도 50 ㎜/min 로 인장 항복 응력 (㎫) 을 측정하였다. 또, 아이조트 충격 시험은 JIS K 7110 에 준하여 테스트 피스의 형상은 2 호형으로 하고, 칭량은 4 J 로 아이조트 충격 강도 (kJ/㎡) 를 측정하였다.

	배합 비율			래틀러값 (%)
	알루미늄 안료 (질량%)	폴리에틸렌 왁스 (질량%)	직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지 (질량%)
실시예 1	70	27	3	2.27
실시예 2	70	24	6	1.43
비교예 1	70	30	0	3.44

실시예 1 의 합성 수지 착색용 마스터 배치와 실시예 2 의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 비교하면, 실시예 2 의 래틀러값이 실시예 1 의 래틀러값과 비교하여 낮아지고, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 첨가량이 증가함에 따라, 합성 수지 착색용 마스터 배치의 강도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 반면에, 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하지 않는 비교예 1 의 합성 수지 착색용 마스터 배치는, 래틀러값이 높고, 합성 수지 착색용 마스터 배치의 강도가 부족한 것이 분명하다.

한편, 실시예 2 의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조된 테스트 피스의 인장 항복 응력은 45.6 ㎫ 이며, 착색하기 전의 ABS 수지의 인장 항복 응력 (45.6 ㎫) 과 비교하여 강도 저하는 확인되지 않았다. 또, 실시예 2 의 테스트 피스의 파단면을 육안으로 확인하면 상분리가 확인되지 않고, 합성 수지 착색용 마스터 배치가 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 2 의 테스트 피스는, 아이조트 충격 강도가 17.5 kJ/㎡ 이고, ABS 수지의 아이조트 충격 강도 (17.3 kJ/㎡) 에 비해 강도 저하가 확인되지 않았다.

반면에, 비교예 1 의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조된 테스트 피스는 17.6 kJ/㎡ 라는 아이조트 충격 강도를 나타내고 ABS 수지의 아이조트 충격 강도와 거의 동등한 값을 나타냈지만, 인장 항복 응력은 45.4 ㎫ 가 되어 착색하기 전의 ABS 수지의 인장 항복 응력 (45.6 ㎫) 에 비해, 그 강도는 현저하게 저하되었다. 이와 같은 비교예 1 의 테스트 피스에 있어서의 강도 저하는 상기의 래틀러값의 결과 (비교예 1 의 래틀러값이 실시예 1 및 2 와 비교하여 낮다는 결과) 와 높은 상관성을 나타냈다.

이상의 각 시험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조되는 합성 수지 성형품에 있어서는, 그 강도가 저하되지 않고 착색되는 것은 분명하다. 그리고, 특히 ABS 수지 등의 비결정성 수지에 사용했을 경우에 유효하다는 것이 확인되었다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해 설명했는데, 상기 서술한 각 실시형태 및 실시예의 구성을 적절히 조합하는 것도 당초부터 예정되어 있었다.

이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (4)

1. 알루미늄 안료와 폴리에틸렌 왁스와 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하고,
   상기 폴리에틸렌 왁스는 140 ℃ 에서의 용융 점도가 150∼6000 mPa·s 이고, 또한 밀도가 900∼930 ㎏/㎥ 이며,
   상기 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 메탈로센 촉매를 사용하여 중합함으로써 얻어지고, 멜트 플로우 레이트가 1.0∼6.0 g/10 min 이고, 상기 멜트 플로우 레이트는 JIS K 7210:1999 에 따라 측정된 것이고, 밀도가 900∼940 ㎏/㎥ 이고, 또한 융점이 95∼130 ℃ 이고,
   상기 폴리에틸렌 왁스와 상기 직사슬형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 9:1∼7:3 의 질량비로 포함되고,
   상기 알루미늄 안료는 60 질량 % 이상 80 질량 % 이하의 범위로 포함되고,
   직경이 2.5 ㎜ 이며 높이가 2 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하인 원주 펠릿상의 형상으로 했을 경우에 래틀러값이 2.5 % 이하가 되는 합성 수지 착색용 마스터 뱃치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 기재된 합성 수지 착색용 마스터 배치를 이용하여 제조되는 합성 수지 성형품.