KR101873347B1 - 폴리올레핀 난연필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지와,상기 폴리올레핀 수지에 첨가되어 난연성을 부여하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제와, 상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제를 포함하면서, 자기소화성을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 제조방법으로서, 표면 개질 난연제를 생성하기 위해, 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 무기계 난연제 중에 선택되는 어느 하나의 난연제와 상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제를 혼합하여 표면 개질 난연제를 생성하는 난연제 개질단계와, 상기 난연제 개질단계를 거쳐 생성된 표면 개질된 난연제를 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지에 첨가하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제를 상기 폴리올레핀 수지와 혼합하되, 용융 믹싱기를 이용하여 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 일정한 시간동안 혼합하여 난연성 폴리올레핀 수지를 제조하는 수지 제조단계와,
상기 난연제 개질단계는, 난연제로 무기계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 스테아릭산을 사용하고, 인계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 왁스를 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 수지 제조단계를 거친 표면 개질된 난연제가 포함된 상기 난연성 폴리올레핀 수지를 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 믹싱롤을 통해 혼련하여 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 폴리올레핀 난연필름 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리올레핀 난연필름 및 그 제조방법{Polyolefin flame retardant film and its manufacturing method}
본 발명은 표면 개질된 난연제를 포함한 폴리올레핀 난연필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무기계 난연제 또는 인계 난연제에 표면 개질제를 첨가한 후, 이를 폴리올레핀 수지와 혼합하여 제조한 폴리올레핀 난연필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플라스틱은 대부분 탄소(C), 수소(H) 및 산소(O)로 구성된 유기물질로 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있으며, 이와 같은 성질을 물리, 화학적으로 개선하여 잘 타지 않도록 첨가하는 물질을 난연제라고 한다.
또한, 난연제는 원재료 및 첨가물과의 혼합성이 좋아야 하고, 최종제품의 기계적인 성질에 영향을 주지 않아야 하며, 연소시 발연 및 독성의 발생이 적어야 한다.
특히, 산업적 측면에서 첨가형 난연제를 사용하여 난연성을 부여하는 방법이 일반화되어 있으며, 이때 사용되는 난연제 중 브롬계 난연제는 유해성 여부 및 환경문제와 관련, 대체 요구가 제기되어 왔으나, 이를 대체할만한 성능과 경제성을 지닌 물질이 아직 개발되지 못하고 있다. 때문에, 제품의 안정성과 화재시 인체 유해성 문제를 해결할 브롬이 포함되지 않은 비 할로겐계 난연제에 대한 연구를 계속하고 있다.
특히, 비 할로겐계 난연제로서, 금속 수화물이 포함된 무기계 난연제 및 인계 난연제가 그 대안으로 떠오르고 있으며 대표적인 인계 난연제로는 인산에스테르, 포스포네이트, 포스피네이트, 포스핀옥사이드, 포스파젠 등이 있다.
또한, 종래에 사용되는 금속 수화물이 포함된 무기계 난연제로는 Al(OH)3 또는 Mg(OH)2가 대표적으로 사용되고 있다.
특히, 고분자의 가공온도에 따라 EVA(ethylene-vinylacetate copolymer) 및 EEA(ethylene-ethylacrylate copolymer)에는 Al(OH)3를 사용하며, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌에는 Mg(OH)2를 사용한다.
특히, 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2011-0113269호(2011 11.02 출원일)의 난연성, 내열성 및 성형성이 우수한 비할로겐계 난연 폴리프로필렌 수지 조성물의 경우, 연소시 발연량이 매우 적기 때문에 환경적인 측면에서 양호한 난연화 기술이지만, 난연성을 도입하기 위한 필름을 포함한 수지 조성물에 난연제를 60중량부 이상 첨가하여야 하는데, 난연제를 60중량부 이상 첨가하였을때, 이로 인해 필름을 포함한 수지 조성물의 물성을 대폭 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 난연제의 난연성 발휘를 위해 일정 중량부 이상 필름에 첨가하더라도 필름의 물성이 저하되지 않고 자기소화성이 우수한 폴리올레핀 난연필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리올레핀 난연필름은, 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지와,상기 폴리올레핀 수지에 첨가되어 난연성을 부여하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제와,
상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제를 포함하면서, 자기소화성을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 제조방법으로서, 표면 개질 난연제를 생성하기 위해, 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 무기계 난연제 중에 선택되는 어느 하나의 난연제와 상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제를 혼합하여 표면 개질 난연제를 생성하는 난연제 개질단계와, 상기 난연제 개질단계를 거쳐 생성된 표면 개질된 난연제를 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지에 첨가하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제를 상기 폴리올레핀 수지와 혼합하되, 용융 믹싱기를 이용하여 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 일정한 시간동안 혼합하여 난연성 폴리올레핀 수지를 제조하는 수지 제조단계와,
상기 난연제 개질단계는, 난연제로 무기계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 스테아릭산을 사용하고, 인계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 왁스를 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 수지 제조단계를 거친 표면 개질된 난연제가 포함된 상기 난연성 폴리올레핀 수지를 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 믹싱롤을 통해 혼련하여 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 폴리올레핀 난연필름 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 폴리올레핀 난연필름은 표면개질된 난연제를 도입하여 기존 난연제의 투입으로 인한 물성저하를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 표면 개질된 난연제를 도입하여 기존 무기계 난연제나 인계 난연제가 보유한 자연스럽게 불이 소화되는 성질인 자기 소화성을 상승시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 표면 개질된 무기계 난연제를 포함한 폴리올레핀 난연필름의 기계적 물성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 제조방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예 및 도면을 통해 더욱 구체적으로 설명한다.
이는 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 예시에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 실시예와 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 폴리올레핀 난연필름은 폴리올레핀 수지, 무기계 또는 인계 난연제, 난연제 표면을 개질하는 표면 개질제를 포함하며, 필름형태로 성형하기 위한 별도의 플라스틱 성형장치를 필요로 한다.
먼저, 폴리올레핀 수지는 에틸렌, 프로필렌, 부텐 등 2중 결합을 1개 가지는 쇄상 탄화수소를 단위체로 하여 이러한 단위체를 중합하여 사용하는 중합체를 포함하며, 메탈로센 폴리프로필렌 수지 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 폴리올레핀 수지에 첨가되어 난연성을 부여하는 난연제로는 할로겐계 난연제를 제외한 무기계 난연제, 인계 난연제가 사용될 수 있으며, 무기계 난연제로는 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 산화안티몬(삼산화, 오산화), 주석산아연, 구아니딘계, 몰리브덴산염, 지르코늄 등을 사용할 수 있으며 바람직하게는 금속수산화염을 가지는 무기계 난연제를 사용한다.
특히, 마그네슘 옥사이드의 경우, 각종 산화마그네슘의 원료 및 중간체로서 사용되고 있으며 배합량당 난연효과는 알루미늄 옥사이드보다 우수하다.
또한, 인계 난연제로는 트리페닐포스페이트, 트리아릴포스페이트, 방향족인산에스테르, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레질페닐포스페이트, 레졸디페닐포스페이트, 클로르에틸포스페이트, 트리스디클로르프로필포스페이트, 방향족축합인산에스테르, 폴리인산염 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 P-N 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 인계 난연제와 무기계 난연제의 난연성 향상을 위한 표면개질을 위해 표면 개질제가 요구되는데, 표면 개질제는 스테아릭산(Steric-acid), 실란(Silane), 왁스(Wax) 등을 사용한다.
이때, 왁스(Wax)는 실리콘 오일과 몬탄왁스를 혼합하여 사용하는데, 혼합비는 1.3(실리콘왁스) : 0.7(몬탄왁스)의 혼합비를 유지하여 사용한다.
이하, 발명의 바람직한 실시예를 통해 발명의 작용 및 효과를 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
먼저, 폴리 올레핀 수지로서, 밀도0.866g/cm3, 용융지수 0.5 g/10min, 용융점 119℃ 및 경도(Shore A)64 를 가지는 메탈로센 -PP 수지(DOW Chemical 제품)와, 무기계 난연제로서 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2)(Winsol 제품)를 사용하며 표면 개질제로서, 무기계 난연제 100중량부에 대해 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부를 준비하였다.
또한, 상기 무기계 난연제 100중량부와 스테아릭산 2중량부를 헨셀믹서를 이용하여 혼합과정을 거쳐 무기계 난연제를 표면 개질하였다.
이후, 상기 폴리 올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하여, 용융 믹싱기(Plasti-corder; HAAKE Rheocord 9000, 85cm3)를 사용하여 130℃ 내지 150℃의 온도조건에서 10분간 혼합 후, 혼합된 재료는 Mixing roll을 이용하여 130℃ 내지 150℃의 온도조건에서 폴리올레핀 난연필름을 성형하였다.
이후, 제조된 폴리올레핀 난연필름은 UL94 HB 규격으로 난연성을 측정하고, UTM을 이용한 기계적 물성, 경도, 난연특성 등의 물리적 특성을 분석하였다.
상기 폴리 올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 무기계 난연제 150 중량부를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
표면 개질제로서, 무기계 난연제 100중량부에 대해 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 실란(Silane) 1.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
표면 개질제로서, 무기계 난연제 100중량부에 대해 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 실란(Silane) 1.5 중량부를 사용한 것과 상기 폴리 올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 무기계 난연제 150 중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
표면 개질제로서, 무기계 난연제 100중량부에 대해 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 왁스(Wax) 2 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
표면 개질제로서, 무기계 난연제 100중량부에 대해 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 왁스(Wax) 2 중량부를 사용한 것과 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 무기계 난연제 150 중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
난연제로서, 무기계 난연제로 사용되는 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2) 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하며, 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 실란(Silane) 1.5 중량부를 사용한 것과 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 40 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
난연제로서, 무기계 난연제로 사용되는 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2) 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하며, 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 실란(Silane) 1.5 중량부를 사용한 것과 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 80 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
난연제로서, 무기계 난연제로 사용되는 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2) 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하며, 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 왁스(Wax) 2 중량부를 사용한 것과 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 40 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
난연제로서, 무기계 난연제로 사용되는 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2) 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하며, 스테아릭산(Steric-acid) 2 중량부 대신 왁스(Wax) 2 중량부를 사용한 것과 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 표면 개질된 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 80 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
[비교예 1]
폴리올레핀 수지로서, 밀도0.866g/cm3, 용융지수 0.5 g/10min, 용융점 119℃ 및 경도(Shore A)64 를 가지는 메탈로센 -PP 수지(DOW Chemical 제품)와, 무기계 난연제로서 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2)(Winsol 제품)를 사용하며 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질되지 않은 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하여, 용융 믹싱기(Plasti-corder; HAAKE Rheocord 9000, 85cm3)를 사용하여 130℃ 내지 150℃의 온도조건에서 10분간 혼합 후, 혼합된 재료는 Mixing roll을 이용하여 130℃ 내지 150℃의 온도조건에서 폴리올레핀 난연필름을 성형하였다.
이후, 제조된 올레핀 난연필름은 UL94 HB 규격으로 난연성을 측정하고, UTM을 이용한 기계적 물성, 경도, 난연특성 등의 물리적 특성을 분석하였다.
[비교예 2]
폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질되지 않은 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 무기계 난연제 150중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
[비교예 3]
상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질되지 않은 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 40중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였다.
[비교예 4]
상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질되지 않은 무기계 난연제 100 중량부를 첨가하는 대신 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 80중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 폴리올레핀 난연필름을 성형하여 난연성 측정 및 물리적 특성을 분석하였으며, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4 에서 얻은 폴리올레핀 난연필름의 각각의 난연성을 하기 표 1에 표시하였다.
번호 연소시험결과 시편 사진
실시예 1 10mm/min SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00001
실시예 2 5mm/min SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00002
실시예 3 20mm/min
Figure 112017115193811-pat00003
실시예 4 5mm/min SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00004
실시예 5 25mm/min
Figure 112017115193811-pat00005
실시예 6 5mm/min SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00006
실시예 7 10mm/min
Figure 112017115193811-pat00007
실시예 8 SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00008
실시예 9 15mm/min
Figure 112017115193811-pat00009
실시예 10 SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00010
비교예 1 35mm/min
Figure 112017115193811-pat00011
비교예 2 7mm/min
Figure 112017115193811-pat00012
비교예 3 30mm/min
Figure 112017115193811-pat00013
비교예 4 5mm/min SE(자기소화성)
Figure 112017115193811-pat00014
상기 표 1을 참조하면, 먼저, 비교예 1은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 금속수화물을 포함하는 무기계 난연제를 100중량부 투입한 것으로 분당 35mm 연소되는 결과를 보여주었으며, 비교예 2는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 금속수화물을 포함하는 무기계 난연제를 150중량부 투입한 것으로 분당 7mm 연소되는 결과를 보여주었다.
또한, 실시예 1은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 스테아릭산으로 표면 개질된 무기계 난연제를 100 중량부 투입한 것으로 분당 10mm 연소되는 결과를 보여주었다.
특히, 실시예 2는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 스테아릭산으로 표면 개질된 무기계 난연제를 150 중량부 투입한 것으로 분당 5mm 연소되는 자기 소화성을 나타내는 결과를 보여주었다,
또한, 실시예 3은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 실란으로 표면 개질된 무기계 난연제를 100 중량부 투입한 것으로 분당 20mm 연소되는 결과를 보여주었으며, 실시예 4는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 실란으로 표면 개질된 무기계 난연제를 150 중량부 투입한 것으로 분당 5mm 연소되는 자기 소화성을 나타내는 결과를 보여주었다.
또한, 실시예 5는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 왁스로 표면 개질된 무기계 난연제를 100 중량부 투입한 것으로 분당 25mm 연소되는 결과를 보여주었으며, 실시예 6은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 왁스로 표면 개질된 무기계 난연제를 150 중량부 투입한 것으로 분당 5mm 연소되는 자기 소화성을 나타내는 결과를 보여주었다.
또한, 비교예 4는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제를 80 중량부 투입한 것으로 이를 연소하였을 경우 분당 5mm 연소되는 자기 소화성을 가질 수 있었다.
그러나, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 인계 난연제가 80 중량부 포함된 실시예 8과 실시예 10의 경우 분당 5mm 이하 연소되는 우수한 자기소화성을 나타내었다.
실시예 7과 실시예 9의 경우는 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 인계 난연제를 40 중량부 투입한 것으로 두가지 실시예 모두 자기 소화성을 보유하지 못하였다.
정리하면, 폴리올레핀 난연필름을 제조함에 있어서 표면 개질된 무기계 난연제 및 인계 난연제를 배합하였을 때, 표면 개질된 무기계 난연제를 150 중량부 이상 투입하였을 때 난연성이 우수하였다.
특히, 실시예 4와 같이 표면 개질제 중 스테아릭산으로 표면 개질된 무기계 난연제를 사용하였을 경우에 난연성이 가장 우수하였다.
또한, 실시예 8 또는 실시예 10과 같이 표면 개질된 인(P), 질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제의 함량을 80중량부 투입한 폴리올레핀 난연필름의 난연성이 우수하였으며, 실란 또는 왁스를 표면 개질제로 사용하였을때 난연성이 향상되었다.
다음으로, 도 1을 참조하여 표면 개질된 무기계 난연제가 함유된 폴리올레핀 난연필름의 기계적 물성향상에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 표면 개질된 무기계 난연제가 함유된 폴리올레핀 난연필름의 기계적 물성을 나타낸 그래프이며 이를 참조하면, 실시예 2와 같이 스테아릭산을 무기계 난연제의 표면 개질제로 사용하되 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해 표면 개질된 무기계 난연제 150 중량부를 투입하는 것이 표면 개질되지 않은 기존 무기계 난연제를 사용한 비교예 1 및 비교예 2 와 비교하였을때 인장강도, 인열강도면에서 우수하였고, 신장률의 경우 비교예 1 보다는 하락하였으나 실시예 2의 난연제 함량비와 같은 함량비를 가지는비교예 2와 비교하였을 경우 좀 더 우수한 신장률을 나타내었다.
다음으로, 본 발명의 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 제조방법의 흐름도를 도시하는 도 2를 참조하여 폴리올레핀 난연필름의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 제조방법은 난연제 개질단계(S10), 수지 제조단계(S20), 난연필름 제조단계(S30)를 포함한다.
먼저, 난연제 개질단계(S10)는 표면 개질 난연제를 생성하기 위해 난연제와 난연제 표면을 변성 개질할 수 있는 표면 개질제를 혼합하여 표면 개질 난연제를 생성하는 단계이다.
이때, 표면 개질 난연제를 생성하기 위해 사용되는 난연제는 금속수산화염을 포함하는 무기계 난연제와, P-N 결합을 가지는 인계 난연제를 사용하며, 난연제의 표면을 변성 개질하는 표면 개질제는 스테아릭산, 실란, 왁스 등을 사용한다.
또한, 표면을 변성 개질할 때, 사용되는 장치로는 교반 분산장비인 헨셀 믹서를 사용하여 기존의 무기계 및 인계 난연제와 표면 개질제를 혼합하여 표면 개질 무기계 난연제 및 표면 개질 인계 난연제를 생성한다.
다음으로, 상기 난연제 개질단계(S10)를 거쳐 생성된 표면 개질 난연제를 폴리올레핀 수지에 첨가하여 난연성 폴리올레핀 수지를 제조하는 수지 제조단계(S20)를 진행시킨다.
이때, 용융 믹싱기를 이용하여 폴리올레핀 수지로 사용되는 메탈로센-폴리프로필렌이 충분히 용융되어 표면 개질 난연제와 균일하게 혼합될 수 있도록 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 10분동안 혼합하여 난연성 폴리올레핀 수지를 제조한다.
또한, 난연필름 제조단계(S30)는 상기 수지 제조단계(S20)를 거쳐 생성된 난연성 폴리올레핀 수지를 성형하여 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 단계로서, 폴리올레핀 난연필름 제조시 사용되는 장치는 고분자 중합체를 원료로 하여 필름으로 성형할 수 있는 압출성형이 가능한 장치를 사용할 수 있다.
특히, 난연필름 제조단계(S30)에서는 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 믹싱롤을 통해 혼련하여 폴리올레핀 난연필름을 제조한다.
이러한 단계를 순차적으로 진행하여 최종적으로 폴리올레핀 난연필름을 제조할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
S10 : 난연제 개질단계
S20 : 수지 제조단계
S30 : 난연필름 제조단계

Claims (6)

  1. 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지;
    상기 폴리올레핀 수지에 첨가되어 난연성을 부여하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제; 및
    상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제;를 포함하면서, 자기소화성을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 난연필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 표면 개질 난연제를 생성하기 위해, 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 무기계 난연제 중에 선택되는 어느 하나의 난연제와 상기 난연제와 혼합되되, 상기 인계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 인계 난연제를 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 왁스 또는 상기 무기계 난연제 100 중량부에 대해, 상기 무기계 난연제의 표면을 개질하기 위해 사용되는 2 중량부의 스테아릭산 중에서 선택된 어느 하나의 표면 개질제를 혼합하여 표면 개질 난연제를 생성하는 난연제 개질단계;
    상기 난연제 개질단계를 거쳐 생성된 표면 개질된 난연제를 메탈로센 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 수지에 첨가하되, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대해, 80 중량부의 인(P),질소(N) 결합을 가지는 인계 난연제 또는 마그네슘 하이드록사이드를 포함한 150 중량부 내지 200 중량부의 무기계 난연제 중에서 선택되는 어느 하나의 난연제를 상기 폴리올레핀 수지와 혼합하되, 용융 믹싱기를 이용하여 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 일정한 시간동안 혼합하여 난연성 폴리올레핀 수지를 제조하는 수지 제조단계; 및
    상기 난연제 개질단계는,
    난연제로 무기계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 스테아릭산을 사용하고, 인계 난연제를 사용하는 경우, 상기 표면 개질제로 왁스를 사용하는 것을 특징으로 하고,
    상기 수지 제조단계를 거친 표면 개질된 난연제가 포함된 상기 난연성 폴리올레핀 수지를 130℃ 내지 150℃ 온도 조건하에서 믹싱롤을 통해 혼련하여 폴리올레핀 난연필름을 제조하는 폴리올레핀 난연필름 제조단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 난연필름 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011265A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 浙江蓝盾电工新材料科技有限公司 储能锂电池凝胶型灭火材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357434B1 (ko) 2007-06-11 2014-02-03 유니버시테트 야기엘론스키 실시간으로 지구 표면의 폭풍 활동을 모니터링하기 위한 방법 및 장치
KR101373241B1 (ko) 2006-06-08 2014-03-19 주식회사 하우솔 무기소재를 이용한 환경친화형 난연성 폴리올레핀수지조성물
KR101455425B1 (ko) 2006-12-21 2014-10-27 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 폴리올레핀 조성물 및 그로부터 제조된 물품 및 그의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373241B1 (ko) 2006-06-08 2014-03-19 주식회사 하우솔 무기소재를 이용한 환경친화형 난연성 폴리올레핀수지조성물
KR101455425B1 (ko) 2006-12-21 2014-10-27 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 폴리올레핀 조성물 및 그로부터 제조된 물품 및 그의 제조 방법
KR101357434B1 (ko) 2007-06-11 2014-02-03 유니버시테트 야기엘론스키 실시간으로 지구 표면의 폭풍 활동을 모니터링하기 위한 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109011265A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 浙江蓝盾电工新材料科技有限公司 储能锂电池凝胶型灭火材料的制备方法
CN109011265B (zh) * 2018-07-16 2021-01-15 浙江蓝盾电工新材料科技有限公司 储能锂电池凝胶型灭火材料的制备方法

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