KR102129411B1 - 합성수지와 오일을 포함하는 펠렛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지와 다량의 오일을 포함하는 고체상의 펠렛으로, 활제, 분산제, 이형제 등으로 사용될 수 있는 것에 관한 것이다.
본 발명에 따른 펠렛은, 중량 평균분자량(Mw)이 300 ~ 10,000 인 오일 20 ~ 60중량%와, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 합성수지 40 ~ 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지와 오일을 포함하는 펠렛 {PELLET COMPRISING RESIN AND OIL}
본 발명은 합성수지와 오일을 포함하는 펠렛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리프로필렌과 같은 합성수지와 다량의 오일을 포함하면서도 고체상의 펠렛으로 이루어져, 일반적인 오일의 기능인 활제, 분산제, 또는 이형제로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 내스크래치 기능이 요구되는 용도로도 사용할 수 있는 펠렛에 관한 것이다.
합성수지를 원료로 사용하여 압출이나 사출 등의 방법으로 가공 성형할 때, 합성수지에 특정한 색상이나 기능을 부여하기 위하여, 안료, 무기 필러와 같은 첨가제를 첨가하게 된다.
그런데, 첨가제들은 대부분 분체 또는 액체 상태로 이루어져 있어 직접적으로 합성수지와 혼합(드라이 블랜드)하여 성형할 경우, 효과적인 분산이 이루어지지 않아 색상이나 기능이 제대로 발현되지 못한다.
특히, 안료나 무기 필러(filler)를 고농도로 수지에 농축한 상태로 만들고자 할 때는 이들 첨가제의 분산 및 분배성이 매우 중요하게 된다. 예를 들면, 열가소성 고분자에 탈크나 탄산칼슘을 70% 이상 고농도로 농축시킨 컴파운드 제품을 만들고자 할 때, 작은 입자로 구성된 무기 필러의 비산을 감소시켜주고 높은 분산성을 유도하기 위해 액상의 분산제를 혼합하여 사용하는데, 이때 혼합이 균일하게 이루어지지 않으면 액상의 분산제 주위로 무기 필러 등이 뭉쳐서 오히려 수지와 첨가제가 고르게 분산된 컴파운드 제품을 얻는데 방해가 된다.
상기 내용을 보다 상세하게 설명하면, 보통의 경우, 플라스틱 제조업체에서는 합성수지와 기능성 첨가제를 고농도로 분산시켜 놓은 고체상의 펠렛(pellet), 즉 기능을 갖는 마스터배치(master batch)를 구입하여, 이 마스터배치와 합성수지를 혼합(드라이 블랜드 또는 용융 혼합)하여 가공 성형함으로써, 소정의 색상이나 기능을 갖는 합성수지 성형품을 제조한다. 따라서 플라스틱 제품을 제조하는데 있어서 기능을 갖는 마스터배치의 분산성이 매우 중요하다.
이러한 마스터배치 제조 과정이나 합성수지의 성형 가공 과정에 유기/무기 첨가제의 분산성을 향상시키거나 합성 수지의 윤활성을 향상시키기 위하여 액상의 분산제인 미네랄 오일이나 실리콘 오일과 같은 오일을 첨가하기도 한다.
이와 같이 첨가된 오일은 혼합물에 윤활성을 부여하여 무기 필러와 같은 첨가제들이 합성수지에 분산되도록 하는 기능을 하지만, 분체에 액체를 직접 혼합함으로 인해 분체에 응집이 발생하여 분산성이 충분하지 않은 경우가 발생한다. 또한, 오일을 첨가하는 과정에 오일이 혼합 장치의 벽면 등에 부착되기 때문에 작업성을 나쁘게 하는 문제점이 있다. 또한, 마스터배치로 제조되거나 성형이 이루어진 후에 여름과 같이 기온이 높은 경우는 물론, 기온이 낮은 경우에도 오일 성분이 혼합된 상태로 유지되지 않고 외부로 이행되어 장기간 보관을 어렵게 하거나, 성형된 제품의 물성을 저하시키거나, 성형된 제품의 외관을 나쁘게 하고 사용 시 불쾌감을 유발하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1731279호
본 발명의 과제는, 합성 수지 성형품을 제조하는데 있어서, 활제, 분산제, 이형제, 스크래치 개선제 등으로 사용될 수 있으며, 성형품의 외관과 내구성을 개선할 수 있는 오일과 합성수지를 포함하는 펠렛을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 중량 평균분자량(Mw)이 300 ~ 10,000인 오일 20 ~ 60중량%와, 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 합성수지 40 ~ 80중량%를 포함하는 펠렛을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오일은 바람직하게 미네랄 오일일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오일의 중량 평균분자량(Mw)은 바람직하게 2,000 ~ 6,000 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오일의 함량은 바람직하게 40 ~ 55중량% 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 바람직하게 시차주사열량측정법(DSC)에 의해 측정한 상기 펠렛의 융점의 범위가 130 ~ 150℃ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오일은 상기 펠렛의 내부에 함침되어 있는 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 펠렛에는 추가로 10중량% 이하의 무기 필러를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 무기 필러는 흄드(fumed) 실리카(SiO2), 휴즈드(fused) 실리카(SiO2), 탄산 마그네슘(MgCO3) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 펠렛은 소량 첨가로도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 합성수지의 용융지수(Melting Index)를 현저하게 향상시켜 흐름성을 좋게 한다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛은 오일이 함침된 고체상으로 이루어져 있기 때문에, 마스터배치 제조 시 또는 플라스틱 성형품의 제조 시에 첨가될 경우, 함께 첨가되는 무기 필러 또는 기타 분체에 윤활성을 주는 과정에 있어서 전단력(shear stress)을 제공할 수 있어, 오일을 직접 첨가하는 것에 비해, 무기 필러나 기타 분체의 분산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 오일을 직접 첨가하는 방식과 달리 본 발명에 따른 펠렛은 혼합 용기의 벽에 부착되지 않기 때문에 작업성을 크게 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛에 다량으로 함유되는 오일은 겨울은 물론 여름과 같이 무더운 날씨에도 오일이 펠렛의 표면으로 배어 나오지 않아, 펠렛의 장기 보관성, 수송성, 물성 유지성 및 현장에서의 취급성이 매우 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛을 첨가한 합성수지 성형품은, 제품 외관의 광택성과 내스크래치성이 개선되고, 첨가된 펠렛에 포함된 오일 성분이 성형품 내에서 이행(migration)하는 현상이 없어 장기간에도 우수한 외관 특성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛은 다량 포함된 오일 성분이 기재 수지로 사용된 합성수지의 결정성 및 융점을 낮추므로, 펠렛의 융점을 펠렛에 포함되는 합성수지의 원래 융점에 비해 낮은 온도에서 용융되도록 한다. 따라서, 이 펠렛은 다양한 융점을 가지 다른 수지에 첨가되더라도 쉬운 용융성을 가지므로 융점으로 인한 제약이 크게 따르지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛을 용융지수가 낮은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)에 4 ~ 10% 정도 적용할 경우, 이 고밀도 폴리에틸렌은 압출기의 클리닝 수지(cleaning resin)로도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛은 소량 첨가되어도 흐름성과 윤활성이 개선되어 성형기의 부하(load)를 낮출 수 있어, 성형에 소요되는 에너지 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛은 마스터배치용 활제, 분산제, 스크래치 개선제 또는 사출 제품의 이형제 등 다양한 용도에 사용될 수 있다.
도 1은 펠렛을 제조하기 위한 펠렛화 장치의 기본구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1과 2에 따른 펠렛의 제조에 사용한 호모폴리프로필렌의 시차주사열량측정(DSC)에 의해 수득한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 오일 마스터배치 펠렛의 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 펠렛의 제조에 사용한 블록폴리프로필렌의 시차주사열량측정(DSC)에 의해 수득한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 펠렛의 제조에 사용한 선형저밀도폴리프로필렌의 시차주사열량측정(DSC)에 의해 수득한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 5에 따른 펠렛의 제조에 사용한 에틸렌-아세트산비닐 공중합체의 시차주사열량측정(DSC)에 의해 수득한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 오일 마스터배치 펠렛을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조한 오일 마스터배치 펠렛을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다.
도 9는 실리콘오일을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명자는 종래 기재 수지에 고농도로 첨가제를 분산시키는 과정에 액상의 분산제를 사용할 때 액상의 분산제 주위로 첨가제가 뭉쳐서 오히려 분산성을 저해하는 문제점을 해결하기 위해 연구한 결과, 기재 수지에 고농도로 농축된 오일 펠렛을 사용할 경우, 혼합시에 오일이 함유된 펠렛이 탈크나 탄산칼슘과 같은 첨가제가 뭉쳐진 입자에 충격을 가하여 무기 필러의 분산을 유도할 수 있고, 분산 유도에 사용된 펠렛은 용융되어 오일의 본래 기능인 고분자 내에 무기 필러와 같은 첨가제의 고른 분산 및 분배를 유도할 수 있는 장점이 있음이 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명에 따른 펠렛은, 다량의 오일을 합성수지에 포함시켜 고체상의 펠렛으로 제조한 것을 특징으로 한다.
상기 오일은 중량 평균분자량(Mw)이 300 미만일 경우 합성수지에 함침된 상태를 유지하기 어렵기 때문에 바람직하지 않고 10,000 초과일 경우 오일을 제조하기 어렵기 때문에 300 ~ 10,000인 것이 바람직하다. 또한, 중량 평균분자량(Mw)이 1,000 ~ 8,000인 오일을 사용하는 것이 이행(migration)이 없는 펠렛의 제조가 보다 용이하고, 중량 평균분자량(Mw)이 2,000 ~ 6,000인 오일을 사용하는 것이 가장 용이하다.
본 발명에 따른 펠렛에 있어서, 상기 오일의 함량은 전체 펠렛 중량에 있어서 20중량% 미만일 경우 마스터배치 제조 시 또는 성형품 제조 시에 적용되었을 때 충분한 분산성, 윤활성 또는 이형성을 얻기 어렵고, 60중량%를 초과할 경우, 펠렛 내에 오일이 함침된 상태를 유지하기 어려우므로, 20 ~ 6중량0%가 바람직하다. 보다 바람직한 오일의 함량은 30 ~ 60중량%이고, 가장 바람직한 오일의 함량은 40 ~ 55중량%이다.
또한, 상기 오일로는 광물성 원료로부터 얻는 미네랄 오일, 천연 오일 등이 사용될 수 있으나, 바람직하게 미네랄 오일이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 펠렛에 있어서, 합성수지로는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 폴리프로필렌 합성수지로는 프로필렌 단독중합체 또는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 프로필렌 단독중합 후에 에틸렌-프로필렌 공중합부를 중합한 프로필렌 블록 공중합체 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 폴리프로필렌 합성수지의 제조방법에 있어서는 특별히 제한되지 않으며, 공지된 모든 방법으로 제조된 폴리프로필렌이 사용될 수 있으며, 폴리프로필렌의 결정성도 결정성이 가장 높은 상태의 것에서부터 비결정질 상태의 것까지 특별히 제한되지 않는다.
상기 저밀도 폴리에틸렌 합성수지로는 저밀도폴리에틸렌(low density polyethylene) 또는 선형 저밀도폴리에틸렌(linear low density polyethylene)을 사용할 수 있다.
상기 에틸렌-아세트산비닐(EVA) 공중합체로는, 공중합체의 구조 단위에서의 아세트산비닐의 함유량은, 1 ~ 28중량％ 인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 합성수지에는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 외에, 본 발명에서 목적하는 다량의 미네랄 오일을 포함하는 펠렛 을 구현할 수 있는 범위 내에서 1종 이상의 다른 종류의 합성수지가 혼합되어 사용될 수도 있다. 타 합성수지의 혼합량은 본 발명에 따른 펠렛에 포함되는 합성수지 중량을 기준으로 20% 이내, 바람직하게는 10%, 보다 바람직하게는 5% 이내로 혼합될 수 있다. 또한 혼합되는 합성수지로는 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리이소부틸렌과 같은 폴리올레핀계 합성수지가 사용될 수 있다.
상기 합성수지의 함량은 펠렛 총 중량을 기준으로 40중량% 미만일 경우에는 오일을 함침시킬 수 있는 합성수지의 양이 충분하지 않게 되어 펠렛화가 용이하지 않고, 80중량% 초과일 경우에는 펠렛에 포함되는 오일의 함량이 충분하지 않아 분산성, 윤활성 등의 효과를 충분히 얻기 어려우므로, 40 ~ 80중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하고, 40 ~ 70중량%의 범위가 보다 바람직하고, 45 ~ 55중량%의 범위가 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 펠렛은, 전술한 합성수지와 오일만으로 구성되어도 되지만, 소량의 무기 필러가 첨가될 경우 펠렛화를 보다 용이하게 하므로, 본 발명에 따른 펠렛의 사용 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 펠렛의 총 중량을 기준으로 10중량% 이하의 분말상의 무기 필러를 포함할 수 있다. 상기 무기 필러로는 본 발명의 목적을 달성할 수 있도록 하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어, 실리카(SiO2), 탄산 마그네슘(MgCO3) 중에서 선택된 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 실리카(SiO2)의 경우 흄드(fumed) 실리카, 퓨즈드(fused) 실리카 등이 사용될 수 있다. 또한, 첨가되는 무기 필러의 평균 입자 크기는 100㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하의 것이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛에는 합성수지에 첨가될 수 있는 각종 첨가제가 선택적으로 포함될 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들어, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 색소, 안티 블로킹제, 방수제, 대전 방지제 등이 있다. 이들 첨가제는 1종 단독 또는 2종 이상의 조합 상태로 포함할 수도 있다. 첨가제의 첨가량은, 예를 들어 펠렛의 총 중량을 기준으로 3중량% 이하로 포함될 수 있다.
또한, 상기 무기 필러 및/또는 첨가제의 첨가는, 펠렛을 제조하기 위해 합성수지와 오일을 압출기에 투입하는 과정에 첨가하거나, 합성수지를 펠렛화하는 과정에 첨가하거나, 본 발명에 따른 펠렛의 제조 후에 부착시키는 방식이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛에 있어서, 상기 오일은 상기 펠렛의 표면에만 부착되어 있는 것이 아니라, 상기 펠렛을 구성하는 합성수지의 내부에 함침되어 있는 형태로 되어 있는데, 이와 같이 함침된 상태는 합성수지의 융점을 낮추어, 본 발명에 따른 펠렛의 적용 온도범위를 확장시킬 수 있을 뿐 아니라, 오일의 이행(migration)을 억제하여, 펠렛의 취급성, 장기 보관성 등을 개선하는데 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 폴리프로필렌을 기재 수지로 사용한 펠렛은 시차주사열량측정법(DSC)에 의해 측정한 융점의 범위가 130 ~ 150℃, 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 펠렛의 융점의 범위는 90 ~ 100℃, 에틸렌비닐아세테이트를 사용한 펠렛의 융점의 범위는 60 ~ 100℃ 일 수 있다. 이와 같이 낮은 융점을 구현할 경우, 보다 다양한 수지에 적용이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛의 비중(15/4℃)은 0.870 ~ 0.990일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 펠렛의 제조에는 공지의 합성수지 펠렛화 방법이 모두 적용될 수 있으며, 예를 들어, 압출기의 다이스 노즐로부터 토출된 용융 상태의 합성수지를 냉각시켜 고화시킨 후 절단하는 방법이 사용될 수 있다.
도 1은 합성수지 펠렛을 제조하기 위한 장치의 기본구조를 나타낸 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 펠렛 장치는 펠렛으로 만들기 위한 원료를 장입하는 호퍼와, 호퍼를 통해 투입된 원료를 이축 스크류를 통해 혼합하면서 가열설비와, 가열설비를 통해 용융된 원료 물질을 일정한 형상으로 성형하는 다이와, 다이를 통해 토출되는 물질을 냉각시켜 스트랜드로 만드는 냉각설비와, 스트랜드를 소정 크기로 절단하는 커터를 포함하여 이루어진다.
이때, 제조되는 펠렛의 형상과 크기는 펠렛 제작 시의 다이 금형의 형상, 스트랜드의 절단 시간 간격 등을 통해 제어될 수 있는데, 본 발명에 따른 펠렛의 형상은 사용되는 용도에 따라 단면 형상이 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 일반적으로 직경 1 ∼ 20mm, 길이가 1 ∼ 20mm로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 펠렛은, 폴리프로필렌을 기재 수지로 사용한 경우를 예로 든다면, 폴리프로필렌 합성수지와 오일을 하나의 호퍼에 함께 투입하는 방식으로 제조될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 1 ~ 2개의 사이드 피더를 구비하고 있는 압출기를 사용하여 메인 호퍼(main feeder)에는 폴리프로필렌 펠렛을 투입하고 다른 사이드 피더에는 오일을 1단계 또는 2단계 또는 3단계로 나누어 투입한 후, 혼합하여 용융시키고 다이스 노즐로 밀어내어 냉각시켜 합성수지 스트랜드를 제조한 후 절단하는 방법도 사용될 수 있다. 보다 정밀한 작업을 위하여 메인 호퍼에 들어갈 수지를 분말화하여 오일과 함께 혼합하여 압출할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
펠렛의 제조
본 발명에 따른 펠렛을 제조하기 위하여 사용된 재료의 기초 물성은 다음과 같다. 기재 수지(carrier resin)의 선정 기준은 MI 0.5 ~ 3 정도를 가지며, 밀도가 높아 결정화 속도가 빠른 수지를 선정하여 사용하였다.
호모폴리프로필렌(Homo-PP) : 롯데케미칼 Y120 분말 수지 (MI: 1, 230℃/2160g)
블록폴리프로필렌(Block-PP): 롯데케미칼 B320 분말 수지 (MI: 1, 230℃/2160g)
선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE): 한화 UR654 분말 수지 (MI: 3.2, 190℃/2160g)
에틸렌아세트산비닐(EVA): 한화 2050 분말 수지 (MI: 0.8, 190℃/2160g, 비닐아세테이트 12중량%)
<실시예 1>
중량 평균분자량(Mw)이 2,690인 미네랄 오일 50중량%와, 분말화된 호모폴리프로필렌 수지 50중량%를 원료로 사용하여, 각각 2개의 사이드 피더가 장착된 트윈 스크류 압출기에 투입한다. 메인 호퍼에는 분말화된 폴리프로필렌에 오일 10 중량%를 텀블러 블랜드에서 혼합하여 투입하고, 나머지 40%는 두 개의 사이드 피더를 통하여 각각 20%씩 나누어 압출기 내로 투입한다. 압출기 상의 모든 벤트는 닫은 상태에서 압출한다. 트윈스트류 압출기의 스크류에 의해 이송된 미네랄 오일과 폴리프로필렌 수지는 용융되는 과정에 혼합(mixing) 및 균일화 과정을 거친 후, 수냉식 냉각설비를 통과하여 스트랜드로 제조된 후, 로터리 방식의 커터를 사용하여 펠렛 상태의 마스터배치(이하 '오일 마스터배치'라 함)로 제조되었다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 2에서 사용한 호모폴리프로필렌 수지의 DSC 분석결과를 나타낸 것이다. 분석결과에 따르면, 기재 수지로 사용한 호모폴리프로필렌의 용융 피크 온도는 161.4℃이고 결정화도는 14.3J/g이었다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 오일 마스터배치의 이미지이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 반투명의 색상을 가지는 고체상의 펠렛이 제조되었으며, 제조 후 미네랄 오일의 이행(migration)이 관찰되지 않았다.
또한, 실시예 1에 따라 제조한 오일 마스터배치에 대해 분석한 결과, 용융 피크온도가 약하게 148℃근처에서 나타나고 결정화도는 1.26J/g로 측정되었다. 즉, 혼합된 오일로 인해 융점이 낮은 쪽으로 이동되었으며, 결정화도가 약 11배 낮아짐으로 인해 거의 무정형 수지의 거동을 하므로, 실시예 1과 같이 기재 수지를 폴리프로필렌을 사용하였더라도 폴리에틸렌 수지에 혼합하여 사용하여도 가공될 수 있다는 것을 의미한다.
<실시예 2>
중량 평균분자량(Mw)이 4,700인 미네랄 오일 50중량%와, 분말화된 호모폴리프로필렌 수지 50중량%를 원료로 사용하여, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일 마스터배치를 제조하였다.
본 발명의 실시예 2에 의해 제조된 오일 마스터배치도 반투명의 투명도를 가지고, 제조 후 미네랄 오일의 이행(migration)이 관찰되지 않았다.
또한, 분석결과 융점은 149℃ 근처로서 실시예 1에서와 큰 차이가 없었으며, 오차의 한계를 적용한다면 오일의 분자량에 따라 제조된 오일 마스터배치의 융점은 추적 관리할 정도의 차이를 보이지 않았다. 융점의 변화보다 중요한 점은 오일의 함유량에 따른 폴리프로필렌의 엔탈피의 변화 즉, 이 경우에는 흡열량의 크기를 관찰하는 것이 훨씬 큰 의미를 갖는다. 왜냐하면 엔탈피의 변화량은 기재 수지로 사용된 폴리프로필렌의 결정화도를 나타내는 바, 오일 함유로 인해 작아진 엔탈피의 변화량은 기재 수지가 무정형화된 고분자 쪽으로 열적 성질을 나타낸다고 볼 수 있어서 본 발명에 따른 오일이 함유된 마스터배치를 상용성이 있거나 오일 첨가가 요구되는 대부분의 수지에 혼합 사용이 가능하다는 것을 의미하기 때문이다.
<실시예 3>
중량 평균분자량(Mw)이 2,690인 미네랄 오일 40중량%와, 휴즈드 실리카 2중량%와, 분말화된 블록폴리프로필렌 수지 58중량%를 원료로 사용하고, 메인 호퍼에는 분말화된 폴리프로필렌과 휴즈드 실리카를 슈퍼 믹서에서 10분간 혼합하여 실리카의 고른 혼합과 수분을 제거한 후 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 오일 마스터배치를 제조하였다.
본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 오일 마스터배치도 반투명의 투명도를 가지고, 제조 후 미네랄 오일의 이행(migration)이 관찰되지 않았다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에서 사용한 블록폴리프로필렌 수지의 DSC 분석결과를 나타낸 것이다. 분석결과에 따르면, 기재 수지로 사용한 블록폴리프로필렌의 용융 피크 온도는 163℃이고 결정화도는 14.7J/g이었다.
본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 오일 마스터배치의 분석결과, 융점은 실시예 1과 큰 차이를 보이지 않았으며, 이는 실시예 2에서 언급한 내용과 동일하다. 다만 엔탈피의 변화량이 1.86J/g으로 측정되어 호모폴리프로필렌에 오일이 50% 함유된 경우보다는 결정성이 약간 증가하였으나, 이 또한 사용한 폴리프로필렌의 결정성과는 많은 차이를 보임으로서 무정형 거동을 나타낸다고 볼 수 있으므로, 다양한 수지에 첨가 적용이 가능하다.
또한, 부가적 기능으로서, 작업의 편의성을 위해 첨가된 휴즈드 실리카는 폴리프로필렌에 사용될 경우 핵제의 기능을 가지므로 보다 투명성이 향상된 제품을 만들 수 있는 특징을 가진다.
<실시예 4>
중량 평균분자량(Mw)이 2,690인 미네랄 오일 40중량%와, 휴즈드 실리카 4중량%와, 선형저밀도폴리에틸렌 56중량%를 원료로 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일 마스터배치를 제조하여, 분산제 등으로 사용 가능한 펠렛을 얻었다.
도 5는 본 발명의 실시예 4에서 사용한 선형저밀도폴리에틸렌 수지의 DSC 분석결과를 나타낸 것이다. 분석결과에 따르면, 기재 수지로 사용한 선형저밀도폴리에틸렌의 용융 피크 온도는 약 118℃이고 결정화도는 5.1J/g이었다.
<실시예 5>
중량 평균분자량(Mw)이 2,690인 미네랄 오일 40중량%와, 휴즈드 실리카 4중량%, 흄드 실리카 2중량%와, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 수지 54중량%를 원료로 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일 마스터배치를 제조하여, 분산제 등으로 사용 가능한 펠렛을 얻었다.
도 6은 본 발명의 실시예 5에서 사용한 에틸렌아세트산비닐의 DSC 분석결과를 나타낸 것이다. 분석결과에 따르면, 기재 수지로 사용한 에틸렌아세트산비닐의 용융 피크 온도는 약 105℃이고 결정화도는 0.23J/g이었다.
<실시예 6>
중량 평균분자량(Mw)이 4,700인 미네랄 오일 40중량%와, 휴즈드 실리카 분말 2중량%와, 블록 폴리프로필렌 수지 58중량%를 원료로 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 펠렛을 제조하여, 분산제 등으로 사용 가능한 펠렛을 얻었다.
<실시예 7>
중량 평균분자량(Mw)이 4,700인 미네랄 오일 40중량%와, 휴즈드 실리카 분말 4중량%와, 탄산마그네슘 분말 2중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 54중량%를 원료로 사용하고, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일 마스터배치를 제조하여, 분산제 등으로 사용 가능한 펠렛을 얻었다.
성형품의 제조
<실시예 8>
실시예 1에 따라 제조된 펠렛을 분산제로 사용하여 성형하였을 때의 특성을 확인하기 위하여, 폴리프로필렌에 카본 블랙을 첨가하고, 실시예 1에 따라 제조된 오일 마스터배치 펠렛을, 전체 성형물 중량을 기준으로 2%가 되도록 분산제로써 첨가하여, 사출 금형을 통해 도 4에 나타낸 형상으로 성형하였다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 오일 마스트배치 펠렛을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다. 도 7에서 확인되는 바와 같이, 성형된 제품은 매끄러운 표면을 가지고, 표면 광택이 우수하였다.
<실시예9>
실시예 2에 따라 제조된 펠렛을 분산제로 사용하여 성형하였을 때의 특성을 확인하기 위하여, 폴리프로필렌에 카본 블랙을 첨가하고, 실시예 2에 따라 제조된 오일 마스터배치 펠렛을, 전체 성형물 중량을 기준으로 2%가 되도록 분산제로써 첨가하여, 사출 금형을 통해 도 5에 나타낸 형상으로 성형하였다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조한 오일 마스트배치 펠렛을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다. 도 8에서 확인되는 바와 같이, 실시예 2에 따른 오일 마스터배치 펠렛을 분산제로 사용하여 성형된 제품도 실시예 1과 동일하게 매끄러운 표면을 가지고, 표면 광택이 우수하였다.
<비교예>
실시예 1 및 2에 따라 제조된 펠렛을 분산제로 사용하여 성형하였을 때와의 비교를 위하여, 폴리프로필렌 펠렛에 무기 필러로 카본 블랙을 첨가하고, 실리콘 오일을 분산제로 첨가하여 마스터배치를 제조하였다. 이어서, 마스터배치를 사용하여 사출금형으로 도 9에 나타낸 형상으로 성형하였다.
한편, 비교예의 경우 마스터배치 제조 과정에 실리콘 오일이 용기에 부착되는 현상이 발생하였다.
도 9는 비교예에 따라 실리콘 오일을 분산제로 사용하여 성형한 제품의 이미지이다. 도 9에서 확인되는 바와 같이, 실리콘 오일을 분산제로 사용하여 성형된 제품의 경우, 성형품의 표면의 전체에 걸쳐 긴 실 형상의 보푸라기(화살표로 표시된 부분)가 표면에 다수 형성되어 있으며, 표면의 광택이 나쁘고, 외관 상태가 불량하였다.
이상의 실시예 8, 9와 비교예를 통해, 본 발명에 따른 펠렛이, 합성수지 성형품 제조시의 분산성을 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 제품의 외관 특성도 크게 개선할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 중량 평균분자량(Mw)이 2,000 ~ 6,000인 오일 30 ~ 60중량%와,
    폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 중에서 선택된 1종 이상의 합성수지 40 ~ 70중량%를 포함하고,
    상기 합성수지의 용융 피크 온도는 105℃ 이상이고,
    상기 오일은 펠렛의 내부에 함침되어 있는, 펠렛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일은 미네랄 오일인, 펠렛.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펠렛의 시차주사열량측정법(DSC)에 의해 측정한 융점은, 상기 합성수지로 폴리프로필렌을 사용한 경우 130 ~ 150℃, 상기 합성수지로 저밀도 폴리에틸렌을 사용한 경우 90 ~ 100℃, 상기 합성수지로 에틸렌비닐아세테이트를 사용한 경우 60 ~ 100℃인, 펠렛.
  6. 삭제
  7. 삭제
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