KR102134006B1 - 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출 성형시 폴리프로필렌수지에 특정의 표면개질제를 첨가하여 인쇄시 인쇄잉크와의 접착력을 높여 인쇄성이 향상된 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질제인 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지 5~10중량부가 혼합하되, 폴리프로필렌수지는 용융지수가 1내지 20(g/10분)이고 용융점이 130 내지 180℃인 프로필렌공중합체수지(에틸렌성분 0.1 내지 3몰% 포함)이고, 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 산가 60~200㎜gKOH의 올리고머이고, 중량평균분자량이 20만에서 30만이며, 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 산성기는 히드록시기를 포함하는 화합물이고, 아크릴계공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합하여 얻을 것을 특징으로 한다.

Description

인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법{High transparency polypropylene sheet with improved printability and manufacturing method thereof}
본 발명은 압출 성형시 폴리프로필렌수지에 특정의 표면개질제를 첨가하여 인쇄시 인쇄잉크와의 접착력을 높여 인쇄성이 향상된 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 점차 사회가 현대화되면서 외관이 미려하고 인쇄가 화려한 포장용기와 문구, 사무용품, 전기제품, 공구류, 완구류에 걸친 범용 플라스틱시트의 시장수요가 점차 증가하고 있으며 특히 포장용외 디스플레이용도의 수요가 증가하면서 다양한 인쇄공정에 문제없는 시트의 요구가 커지고 있다.
기존의 폴리프로필렌 시트는 인쇄성이 취약해서 시트생산시 고형화된 폴리프로필렌 시트에 인쇄성, 코팅성, 합지성능 등 2차 가공특성을 부여하기 위해 전기에너지를 이용한 고주파 방전으로 표면에너지가 40dyne/㎝이상을 유지하도록 전기에너지를 이용하여 물리적 화학적 개질작용을 하는 코로나 처리를 하던가 인쇄시 화학물질을 프라이머로 도포하였다.
그러나 코로나 방전 처리의 경우 이물질 및 내열성이 약한 소재에는 정전기 발생으로 이물질 관리에 문제점이 있고 그 효과가 단기에 그쳐 유통기한, 재고생산, 취급에 제한이 있으며, 프라이머 코팅은 비용증가의 문제로 수요처에서 처리를 꺼려하는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 PP시트의 인쇄성이 상대적으로 낮은 문제점을 해결하기위한 것으로서 압출 성형시 폴리프로필렌수지에 특정의 표면개질제를 첨가하여 인쇄시 인쇄잉크와의 접착력을 높여 인쇄성이 향상된 폴리프로필렌 시트 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트는 폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질제인 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지 5~10중량부가 혼합하되, 폴리프로필렌수지는 용융지수가 1내지 20(g/10분)이고 용융점이 130 내지 180℃인 프로필렌공중합체수지(에틸렌성분 0.1 내지 3몰% 포함)이고, 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 산가 60~200㎜gKOH의 올리고머이고, 중량평균분자량이 20만에서 30만이며, 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 산성기는 히드록시기를 포함하는 화합물이고, 아크릴계공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합하여 얻을 것을 특징으로 한다.
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바람직하게, 대전방지제, 산화방지제, 자외선안정제 또는 기핵제의 기능성 첨가제 중의 어느 하나가 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 0.2~5중량부로 더 혼합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제조된 고투명 폴리프로필렌 시트는 투명성, 코팅성, 슬립성 및 인쇄성과 잉크접착력이 우수한 효과를 갖는 장점이 있다.
즉, 기본 PP수지와 상용성 및 투명도 저하가 없는 표면개질제 첨가가 필요함에 따라 PP시트의 표면손상없이 PP시트의 인쇄에 필요한 표면에너지 45dyne이상 유지하여 향상된 인쇄성 및 잉크접착력을 유지 발휘 할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라 본 발명의 고투명 폴리프로필렌 시트는 기타 적용되는 다양한 성형물 및 가공물에 매우 유용하게 사용될 수 있다
본 발명에 따른 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트는 폴리프로필렌수지와 표면개질 첨가제인 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지를 혼합, 압출 성형하여 제조된다.
본 발명의 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트는 폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질제인 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지 0.1~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폴리프로필렌수지는 단독중합체, 렌덤중합체, 임펙트공중합체 어느종류를 사용해도 무방하며 사용목적과 공정특성에 따라 혼합사용할 수 있다.
특히, 폴리프로필렌수지는 용융지수가 1내지 20(g/10분)이고 용융점이 130 내지 180℃인 프로필렌공중합체수지(에틸렌성분 0.1 내지 3몰% 포함)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 표면개질제로 사용되며 산가 60~200㎜gKOH의 올리고머인 것이 바람직하다. 이때, 해당 범위를 벗어나게 되면 도포시 코팅성이 저하된다던가 표면이상 등의 문제점이 발생될 수 있다.
산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 산성기로서는 히드록시기를 포함하는 화합물인 것이 바람직하다
본 발명의 아크릴공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합하여 얻을 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산성기 함유 아크릴공중합체는 최종 제품이 화학적 특성 즉 폴리프로필렌수지와의 상용성을 확보 할 수 있도록 중량평균분자량이 15만이상인 것이 바람직하며, 특히 중량평균분자량이 20만에서 30만인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어 표면개질제인 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 폴리프로필렌수지 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 사용되며, 특히 1~5중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 사용량이 적으면 수지의 분산이 저하되어 외관불량이 발생하며 너무 많이 첨가하면 투명성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.
상기와 같은 구성된 본 발명은 기존의 폴리프로필렌수지에 친수성화 성질을 갖는 산성기를 함유하는 아크릴 공중합 올리고머수지를 혼합함으써 폴리프로필렌의 표면에너지가 작아져 표면과 용액인 잉크간의 접착력이 좋아져 잉크용액이 폴리프로필렌시트의 표면에 월등하게 흡착 인쇄됨에 따라 기존의 폴리프로필렌시트에 비하여 인쇄성이 향상되게 된다.
한편, 본 발명은 폴리프로필렌 시트의 사용 목적에 따라 폴리프로필대전방지제, 산화방지제, 자외선안정제 또는 기핵제 등의 기능성 첨가제를 더 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 기능성 첨가제는 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 0.2~5중량부로 사용되는 것이 바람직하다.
이때, 대전방지제는 알킬아민설페이트, 글리세린 노스테아레이트, 폴리 옥시에틸렌알킬아민 등이 사용되고, 산화방지제는 부틸히드록시아니졸, 에르솔빈산, 에르솔빈산나트륨 등을 사용되고, 자외선안정제는 벤조페논계, 벤조트리아졸계 등이 사용되고, 기핵제는 아디프산, 디벤질리덴 솔비톨 등이 사용된다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정된은 것은 아니다.
<실시예1>
용융지수 2.1(g/10분)이고 용융점이 145℃인 프로필렌 공중합체 수지에 표면개질제로 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지(산성기는 히드록시기이고, 아크릴공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합한 것) 5중량부를 혼합하고, 220℃ 실린더 압출온도 및 스큐류 120rpm조건하에서 시간당 300kg의 속도로 토출한후 30℃의 냉각롤을 통해 0.4mm의 폴리프로필렌시트를 제조하였다.
<실시예2>
폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질 첨가제 10중량부를 혼합, 실시예1과 동일한 조건에서 압출, 0.4mm의 시트를 제조하였다.
<비교예1>
폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질 첨가제 15중량부를 혼합, 실시예1과 동일한 조건에서 압출, 0.4mm의 시트를 제조하였다.
<표면에너지, 투명도, 외관상태 측정>
실시예1, 실시예2, 비교예1로 제작된 폴리프로필렌 시트의 표면에너지, 투명도, 외관상태를 측정하였다. 실험의 목적은 표면에너지인데 결과는 표 1에 나타내었다.
1.표면장력
시중에서 판매되고있는 표준 표면장력 시약(에이피아이제 "Super Marker"을 사용하여 측정하였다.
2.투명성
제조된 시트의 헤이즈수치로 투명성을 평가하였다. 헤이즈수치는 전체산란광/전체투과광 X 100%수치이며 헤이즈 수치가 낮을수록 투명하다.
3.외관
육안으로 판정하여 양호시,불량은 "*"표로 표시하였다.
실시예1 실시예2 비교예1 비고
표면에너지 47 49 49 dyne
투명도 5 6 8 HAZE %
외관 *** *** *
표 1에 나타난 바와 같이 폴리프로필렌 시트의 표면에너지는 본 발명의 실시예1,2와 비교예1이 각각 47,49dyne가 비슷하게 나타났지만, 투명도 및 외관상태에서 본 발명의 실시예1과 실시예2가 비교예1보다 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 본 발명의 폴리프로필렌 시트는 인쇄성 및 잉크접착력을 유지 발휘할 수 있는 표면을 갖는 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴리프로필렌수지 100중량부에 표면개질제인 산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지 5~10중량부를 혼합하되,
    폴리프로필렌수지는 용융지수가 1내지 20(g/10분)이고 용융점이 130 내지 180℃인 프로필렌공중합체수지(에틸렌성분 0.1 내지 3몰% 포함)이고,
    산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 산가 60~200㎜gKOH의 올리고머이고, 중량평균분자량이 20만에서 30만이며,
    산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 산성기는 히드록시기를 포함하는 화합물이고, 아크릴계공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합하여 얻을 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트.
  2. 삭제
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  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 대전방지제, 산화방지제, 자외선안정제 또는 기핵제의 기능성 첨가제 중의 어느 하나가 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 0.2~5중량부로 더 혼합된 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트.
  7. 용융지수가 1내지 20(g/10분)이고 용융점이 130 내지 180℃인 폴리프로필렌수지의 압출시에 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지를 첨가하고 압출하여 폴리프로필렌 시트의 제조하되,
    산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지는 산가 60~200㎜gKOH의 올리고머이고, 중량평균분자량이 20만에서 30만이며, 폴리프로필렌수지 100중량부에 산성기 함유-아크릴공중합 올리고머수지 5~10중량부를 혼합하며,
    산성기 함유 아크릴공중합 올리고머수지의 산성기는 히드록시기를 포함하는 화합물이고, 아크릴계공중합 올리고머수지는 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 유화중합하여 얻을 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 고투명 폴리프로필렌 시트의 제조방법.
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