KR102530439B1 - 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트 - Google Patents

이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트 Download PDF

Info

Publication number
KR102530439B1
KR102530439B1 KR1020210000739A KR20210000739A KR102530439B1 KR 102530439 B1 KR102530439 B1 KR 102530439B1 KR 1020210000739 A KR1020210000739 A KR 1020210000739A KR 20210000739 A KR20210000739 A KR 20210000739A KR 102530439 B1 KR102530439 B1 KR 102530439B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam sheet
agent
polyester resin
weight
inorganic particles
Prior art date
Application number
KR1020210000739A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220099186A (ko
Inventor
김우진
허미
Original Assignee
주식회사 휴비스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 휴비스 filed Critical 주식회사 휴비스
Priority to KR1020210000739A priority Critical patent/KR102530439B1/ko
Publication of KR20220099186A publication Critical patent/KR20220099186A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102530439B1 publication Critical patent/KR102530439B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0095—Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/20—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of indefinite length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/80—Packaging reuse or recycling, e.g. of multilayer packaging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트에 관한 것으로, 상기 폴리에스테르 발포시트는 무기입자를 기핵제로 사용하여 셀 크기를 용이하게 제어할 수 있으면서, 이종의 응집방지제를 함유하여 무기입자로 인한 응집물이 발생하지 않으므로 외관이 양호하고 성형성이 뛰어나다. 또한, 본 발명에 따른 발포시트는 무기입자가 균일하게 분산된 구조를 가지므로 높은 셀 균일도를 나타내므로, 물성이 우수한 이점이 있다.

Description

이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트{A POLYESTER FOAM SHEET CONTAINING DIFFERENT ANTI AGGLOMETANTS}
본 발명은 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트에 관한 것이다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 결정성을 가지는 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌계 수지나 폴리프로필렌계 수지 등에 비해 기계적 특성이 우수하고 내열성 및 내화학성 등이 뛰어나 경량 및 높은 물리적 특성이 요구되는 각종 분야에서 활용이 가능하다. 이러한 폴리에스테르 수지(polyester resin)는 기계적 특성 및 화학적 특성이 우수하여 다용도로의 응용, 예를 들면 종래부터 음용수 용기 및 의료용, 식품 포장지, 식품 용기, 시트(sheet), 필름(film), 자동차 성형품 등의 분야에 응용이 이루어지고 있다.
특히, 폴리에스테르 수지를 포함하는 발포시트는 폴리에스테르계 수지를 포함한 수지 조성물로 구성되는 발포층을 가짐으로써 경량성과 강도가 우수해 그대로 시트형 성형체로서 이용 가능할 뿐만 아니라, 열 성형을 실시하는 등 3차원적인 형상을 가지는 성형체로 성형 가공할 수 있다.
한편, 폴리에스테르 발포시트는 폴리에스테르 수지를 압출기 안으로 용융 혼련하고, 부탄 등의 물리 발포제를 압입한 후, 압출기 선단이 다이스로부터 용융 혼련물을 밀어내 발포시키는 압출 발포 방법을 통해 제조될 수 있다. 이때, 상기 용융 혼련물의 압출 발포 시 탈크, 탄산칼슘 등의 무기 분체로 이루어지는 기핵제를 압출기 안으로 함께 첨가하여, 발포시트의 셀 지름 크기를 조정하는 것은 주지기술이다.
그러나, 이와 같이 무기 분체를 기핵제로서 사용하는 경우, 제조되는 발포시트 표면에 기핵제가 응집된 덩어리가 발생되어 발포시트의 외관이 저하되는 한계가 있다. 뿐만 아니라, 표면에 형성된 상기 응집 덩어리는 발포시트의 열 성형 시 균열을 유도하므로 제품의 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0124928호
이에, 본 발명의 목적은 무기 분체를 기핵제로 사용하여 폴리에스테르 수지를 포함하는 발포시트의 셀 크기를 용이하게 제어할 수 있으면서, 무기 분체로 인한 응집물이 발생하지 않아 외관이 양호하고 성형성이 우수한 폴리에스테르 발포시트를 제공하는데 있다.
상술된 문제를 해결하기 위하여,
본 발명은 일실시예에서,
폴리에스테르 수지, 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 함유하고,
상기 제1 응집방지제는 폴리올레핀 왁스를 포함하며,
상기 제2 응집방지제는 지방산 금속염을 포함하는 발포시트를 제공한다.
이때, 상기 폴리올레핀 왁스는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 폴리에틸렌-프로필렌 공중합 왁스 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 응집방지제의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 1.0 중량부일 수 있다.
아울러, 상기 지방산 금속염은 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 및 스테아르산 중 어느 하나를 포함하는 지방산과; 칼슘, 마그네슘, 아연, 바륨, 망간 및 철 중 어느 하나를 포함하는 금속을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 지방산 금속염은 스테아르산 칼슘, 스테아르산 마그네슘 및 스테아르산 아연 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 응집방지제의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1.0 중량부일 수 있다.
이와 더불어, 상기 무기입자는 탈크, 카올린, 마이카, 실리카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 벤토나이트 및 규조토로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 무기입자의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부일 수 있다.
한편, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발포시트는 무기입자를 기핵제로 사용하여 셀 크기를 용이하게 제어할 수 있으면서, 이종의 응집방지제를 함유하여 무기입자로 인한 응집물이 발생하지 않으므로 외관이 양호하고 성형성이 뛰어나다.
또한, 본 발명에 따른 발포시트는 무기입자가 균일하게 분산된 구조를 가지므로 높은 셀 균일도를 나타내므로, 물성이 우수한 이점이 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
발포시트
본 발명은 일실시예에서,
폴리에스테르 수지, 무기입자, 제1 분산제 및 제2 분산제를 함유하고,
상기 제1 분산제는 폴리올레핀 왁스를 포함하며,
상기 제2 분산제는 지방산 금속염을 포함하는 발포시트를 제공한다.
본 발명에 따른 발포시트는 폴리에스테르 수지로 구성된 발포시트로서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 결정성을 가지는 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌계 수지나 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀 수지나 폴리스티렌 또는 폴리우레탄에 비해 기계적 특성이 우수하고 열적 특성 및 내화학성 등이 뛰어나다.
이러한 폴리에스테르 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 본 발명은 이러한 폴리에스테르 수지를 발포시트의 주성분으로 사용하여 발포시트에 높은 기계적 물성을 구현할 수 있다. 여기서, '주성분'이라 함은 전체 발포시트의 70 중량% 이상, 80 중량% 이상 또는 90 중량% 이상을 차지하는 것을 의미할 수 있고, 경우에 따라서는 100 중량%일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발포시트는 상기 폴리에스테르 수지 내에 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제가 균일하게 분산 및/또는 혼합된 구조를 가질 수 있다.
여기서, 상기 무기입자는 폴리에스테르 수지 내에서 결정을 형성하는 핵 역할을 수행하여 수지의 결정화 속도를 증가시키는 한편, 그 함량이 증가함에 따라 셀의 크기를 저감시키는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 무기입자로는 탈크, 카올린, 마이카, 실리카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 벤토나이트 및 규조토로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 부정형 형상의 탄산칼슘을 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기입자의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부일 수 있으며, 구체적으로는 0.1 내지 5 중량부; 0.2 내지 3 중량부; 또는 0.2 내지 1 중량부일 수 있다. 본 발명은 무기입자의 함량을 상기와 같은 범위로 조절함으로써 미량의 무기입자로 인해 발포시트의 셀이 형성되지 않는 것을 방지할 수 있으며, 과량의 무기입자로 인해 발포시트의 제조 시 무기입자가 석출되거나 응집되는 것을 마을 수 있다.
아울러, 상기 무기입자는 폴리에스테르 수지 내에서 결정을 형성하는 기핵제로서의 기능을 수행할 수 있는 크기라면 특별히 제한받지 않고 적용될 수 있다. 구체적으로는 상기 무기입자는 1 내지 10㎛의 크기를 가질 수 있고, 보다 구체적으로는 2 내지 8㎛의 크기를 가질 수 있다. 본 발명은 상기 크기 범위를 만족하는 부정형 형상의 탄산칼슘을 무기입자로 포함하여 발포시트의 두께 균일도와 표면 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제는 서로 유기적으로 작용하여 발포시트 제조 시 폴리에스테르 수지 내에 분산된 무기입자가 석출되거나 응집되지 않고 수지 내에 균일하게 분산된 형태를 유지하도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 상기 제1 응집방지제는 폴리에스테르 수지 내에 무기입자가 균일하게 분산되도록 돕는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 상기 제1 응집방지제는 폴리올레핀 왁스를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 폴리에틸렌-프로필렌 공중합 왁스 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 응집방지제의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 1.0 중량부일 수 있으며, 구체적으로는 0.0005 내지 0.5 중량부; 0.001 내지 0.3 중량부; 또는 0.001 내지 0.1 중량부일 수 있다.
아울러, 상기 제2 응집방지제는 폴리에스테르 수지의 용융 혼련 시 용융된 폴리에스테르 수지가 혼련기 내벽에 부착되는 것을 방지하는 한편 무기입자가 폴리에스테르 수지 내에 균일하게 분산된 상태를 유지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이를 위하여 상기 제2 응집방지제는 탄소수 10 내지 20개의 지방산을 함유하는 지방산 금속염을 포함할 수 있다. 이러한 지방산 금속염으로는 예를 들어, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 및 스테아르산 중 어느 하나를 포함하는 지방산과; 칼슘, 마그네슘, 아연, 바륨, 망간 및 철 중 어느 하나를 포함하는 금속을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 지방산 금속염은 스테아르산 칼슘, 스테아르산 마그네슘 및 스테아르산 아연 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 응집방지제의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1.0 중량부일 수 있으며, 구체적으로는 0.005 내지 0.5 중량부; 0.01 내지 0.3 중량부; 또는 0.01 내지 0.1 중량부일 수 있다.
아울러, 상기 제1 응집방지제와 제2 응집방지제는 1:2 내지 20의 중량 비율을 가질 수 있으며, 구체적으로는 1:2 내지 15, 1:3 내지 12, 또는 1:5 내지 10의 중량 비율을 가질 수 있다.
본 발명은 제1 응집방지제와 제2 응집방지제의 종류 및 함량을 상기와 같이 조절함으로써 제1 응집방지제와 제2 응집방지제가 서로 유기적으로 작용하여 발포시트 제조를 위한 용융 혼련 시 무기입자가 폴리에스테르 수지 내에 균일하게 분산된 상태를 유지하여 석출되거나 응집되는 것을 방지할 수 있으며, 동시에 높은 셀 균일도를 갖는 발포시트를 제조할 수 있다.
그 예로서, 본 발명에 따른 발포시트는 무기입자와 함께 상기 구성을 만족하는 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 함유하여 외관 및 성형성이 우수하고, 셀 균일도, 즉 단위 면적(가로 5 cm X 세로 5cm) 내의 최소 셀 사이즈와 최대 셀 사이즈의 편차가 낮을 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 발포 시트는 최대 및 최소 셀 사이즈가 평균 셀 사이즈를 기준으로 ±65% 이내, ±60% 이내, ±50% 이내 또는 ±45% 이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 발포시트의 평균 셀 사이즈가 10 ㎛인 경우 최대 셀 사이즈는 15 ㎛ 이하이고, 최소 셀 사이즈는 5 ㎛ 이상일 수 있으며, 평균 셀 사이즈가 350 ㎛인 경우 최대 셀 사이즈는 500 ㎛ 이하이고, 최소 셀 사이즈는 200 ㎛ 이상일 수 있다.
여기서, 상기 발포시트의 평균 셀 사이즈는 5 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있으며, 구체적으로는 10 ㎛ 내지 400 ㎛, 15 ㎛ 내지 450 ㎛, 20 ㎛ 내지 400 ㎛, 50 ㎛ 내지 370 ㎛, 15 ㎛ 내지 200 ㎛, 80 ㎛ 내지 350 ㎛, 100 ㎛ 내지 300 ㎛, 70 ㎛ 내지 120 ㎛, 30 ㎛ 내지 110 ㎛, 250 ㎛ 내지 370 ㎛, 290 ㎛ 내지 410 ㎛, 280 ㎛ 내지 320 ㎛, 330 ㎛ 내지 380 ㎛, 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
또한, 상기 발포시트의 평균 두께는 0.1 내지 10.0 mm일 수 있으며, 구체적으로, 0.1 mm 내지 2.0 mm, 0.1 mm 내지 1.0 mm, 0.5 ㎜ 내지 4.5 ㎜, 1.0 ㎜ 내지 3.0 ㎜, 1.0 ㎜ 내지 2.5 ㎜, 1.0 ㎜ 내지 1.8 ㎜, 1.5 ㎜ 내지 2.0 ㎜, 1.0 ㎜ 내지 4.0 ㎜, 1.5 ㎜ 내지 4.5 ㎜, 2.0 ㎜ 내지 5.0 ㎜, 1.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜, 2.0 ㎜ 내지 2.5 ㎜, 1.0 ㎜ 내지 2.0 ㎜ 또는 5.0 ㎜ 내지 7.0 ㎜일 수 있다.
한편, 상기 발포시트에 포함된 폴리에스테르 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 원료 성분들로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 반응시키거나 히드록시카르복실산 성분을 반응시켜 얻을 수 있다.
여기서, 상기 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산(terephthalic acid), 나프탈렌 디카르복실산(naphthalene dicarboxylic acid) 및 아디프산(adipic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 글리콜 성분으로는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 부틸렌 글리콜(butylehe glycol) 및 2-메틸-1,3-프로판디올(2-methyl-1,3-propanediol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
아울러, 상기 히드록시카르복실산 성분은 락트산(lactic acid) 및 글리콜산(glycolic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
하나의 예로서, 본 발명에서 사용되는 폴리에스테르 수지는 테레프탈산과 에틸렌 글리콜을 반응시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)일 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 수지는 펠렛(pellet), 그래뉼(granule), 비드(bead), 칩(chip), 분말(powder) 등의 형태로 도입될 수 있고, 경우에 따라서는 용융된 상태로 도입될 수도 있다.
하나의 예로서, 상기 폴리에스테르 수지는 칩(chip) 형태로 압출기에 도입되어 압출 발포될 수 있으며, 이 경우, 수지 칩(resin chip)의 용융을 위하여 260℃ 내지 300℃의 온도에서 수지 칩을 용융하는 과정을 거칠 수 있다.
나아가, 본 발명에서 사용되는 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제는 발포시트 제조 시 텀블러 혼합기(tumbler mixer)나 리본혼합기(Ribbon blender) 등의 혼합 장치를 사용하여 폴리에스테르 수지 펠릿(pellet)과 함께 정해진 혼합 비율이 되도록 혼합하여, 압출 발포장치에 투입될 수 있으나, 바람직하게는, 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 마스터 배치로 제작하여 폴리에스테르 수지 펠릿과 함께 압출 발포장치에 투입될 수 있다. 구체적으로, 상기 마스터 배치는 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 2축 압출기나 반바리믹서 등의 용융 혼련기를 사용하여 일정 함량의 폴리에스테르 수지와 용융 혼련하여 펠릿화(pellet)함으로써 제작될 수 있으며, 이 경우 상기 마스터 배치는 고농도의 무기입자와 이종 응집방지제가 균일하게 분산된 형태를 가지므로, 이를 폴리에스테르 수지와 압출기에 투입하여 용융 혼련하는 경우 무기입자와 이종 응집방지제의 취급성 및 작업성을 향상시키면서, 무기입자의 응집을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 더불어, 발포시트를 제조하는 단계는 발포시트의 기능화를 위하여 폴리에스테르 수지의 압출기 도입 시 다양한 형태의 첨가제를 필요에 따라 유체 연결 라인 중에 투입되거나, 혹은 발포 공정 중에 투입할 수 있다.
구체적으로 상기 첨가제들은 배리어(Barrier) 성능, 친수화 기능 또는 방수 기능을 발포시트에 부여할 수 있으며, 증점제, 계면활성제, 친수화제, 열안정제, 방수제, 적외선 감쇠제, 가소제, 방화 화학 약품, 안료, 탄성폴리머, 압출 보조제, 산화방지제, 공전 방지제 및 UV 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 본 발명의 발포시트는 증점제, 열안정제 및 발포제 중 1종 이상을 투입할 수 있으며, 앞서 열거된 기능성 첨가제들 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 본 발명에서는 예를 들면 피로멜리트산 이무수물(PMDA)이 사용될 수 있다.
또한, 상기 열안정제는 유기 또는 무기 인 화합물일 수 있다. 이러한 유기 또는 무기 인 화합물로는 예를 들어, 인산 및 그 유기 에스테르, 아인산 및 그 유기 에스테르일 수 있다. 예를 들어, 상기 열안정제는 상업적으로 입수 가능한 물질로서, 인산, 알킬 포스페이트 또는 아릴 포스페이트일 수 있고, 보다 구체적으로, 트리페닐 포스페이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 상기 발포제의 예로는, 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 프레온, 부탄, 펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 메틸클로라이드 등의 물리적 발포제, 또는 아조디카르본아마이드(azodicarbonamide)계 화합물, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)[p,p'-oxy bis (benzene sulfonyl hydrazide)]계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitroso pentamethylene tetramine)계 화합물 등의 화학적 발포제가 있으며, 구체적으로 본 발명에서는 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1~6.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(이하, 'PET 수지')를 130℃에서 건조하여 수분을 제거하고, 평균 입자 사이즈가 600~2,000㎛가 되도록 분쇄하였다. 이때, 분쇄된 PET 70% 이상의 평균 입자 사이즈는 800~2,000㎛이었다. 이후, 분쇄된 PET 수지, 탄산칼슘(CaCO3, 평균크기: 3㎛), 폴리에틸렌 왁스(이하, 'PE 왁스') 및 스테아르산 아연을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 혼합하고, 이를 압출기를 이용하여 185℃에서 펠렛화하여 마스터배치를 제조하였다.
PET 수지 탄산칼슘 PE 왁스 스테아르산 아연
제조예 1 90 중량부 10 중량부 - -
제조예 2 0.1±0.005 -
제조예 3 - 1±0.05
제조예 4 0.1±0.005 1±0.05
제조예 5 70 중량부 20±0.01 1±0.05
제조예 6 0.1±0.005 20±0.01
실시예 1 및 비교예 1~5.
PET 수지 95 중량부를 130℃에서 건조하여 수분을 제거하였고, 제1 압출기에서 상기 수분이 제거된 PET 수지 95 중량부와 제조예 1 내지 6에서 준비된 마스터 배치 5 중량부를 혼합하고, 280℃로 가열하여 수지 용융물을 제조하였다. 그런 다음, 제1 압출기에 발포제로서 부탄 가스를 혼합하고, 수지 용융물을 제2 압출기로 보내 220℃로 냉각하였다. 냉각된 수지 용융물은 다이(Die) 를 통과하면서 PET 발포시트(평균 두께: 1.0±0.1 mm)를 형성하였다.
마스터 배치 종류
실시예 1 제조예 4에서 제조된 마스터 배치
비교예 1 제조예 1에서 제조된 마스터 배치
비교예 2 제조예 2에서 제조된 마스터 배치
비교예 3 제조예 3에서 제조된 마스터 배치
비교예 4 제조예 5에서 제조된 마스터 배치
비교예 5 제조예 6에서 제조된 마스터 배치
실험예 1.
본 발명에 따른 발포시트의 성능을 평가하기 위하여 실시예 및 비교예에서 제조된 발포시트를 대상으로 다음과 같은 실험을 수행하였으며, 그 결과는 표 3에 나타내었다.
가) 셀 균일도 평가
실시예 및 비교예에서 준비된 발포시트를 대상으로 주사전자현미경(SEM) 촬영을 수행하였으며, 촬영된 이미지에서 단위 면적(가로 3 cm X 세로 3cm) 내에 있는 셀의 크기를 측정하여 셀의 평균 크기를 산출하였으며, 측정된 셀 크기 중 최대 및 최소 셀 크기와 평균 셀 크기의 편차율을 산출하여 균일도를 평가하였다.
나) 발포시트의 외관 평가
준비된 각 발포시트의 표면을 육안으로 관찰하여 외관을 평가하였다. 이때, 발포시트 표면이 매끈한 경우는 '○'; 응집물로 인한 요철이 단위 면적(가로 3 cm X 세로 3cm) 내에 5% 미만의 면적을 갖는 경우는 '△'; 및 응집물로 인한 요철이 단위 면적(가로 3 cm X 세로 3cm) 내에 5%를 초과하는 면적을 갖는 경우는 'Χ'로 평가하였다.
다) 발포시트의 성형성 평가
각 발포시트를 대상으로 성형 예열온도 250℃ 및 예열시간 60초 조건 하에서 냉간 성형을 수행하고, 성형된 발포시트의 외관을 육안으로 관찰하여 외관 상태가 양한 한 경우는 '○'; 및 발포시트가 손상된 경우는 'Χ'로 평가하였다.
평균 셀 크기 셀 균일도 외관 성형성
최소
셀 크기		 최대 셀 크기 평균 셀 크기 기준 편차율
실시예 1 280㎛ ≥200㎛ ≤360㎛ ±28.6% ○ ○
비교예 1 330㎛ ≥165㎛ ≤495㎛ ±50.0% Χ ○
비교예 2 310㎛ ≥161㎛ ≤459㎛ ±48.0% △ ○
비교예 3 312㎛ ≥159㎛ ≤465㎛ ±49.0% △ ○
비교예 4 300㎛ ≥165㎛ ≤435㎛ ±45.0% △ Χ
비교예 5 295㎛ ≥171㎛ ≤419㎛ ±42.0% ○ Χ
상기 표 3에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 발포시트는 폴리에스테르 수지와 함께 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 포함하여 셀 균일도가 우수하고, 외관 및 성형성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
구체적으로, 실시예의 발포시트는 평균 셀 크기가 약 280㎛로 조밀하고, 최소 및 최대 셀 크기의 평균 셀 크기 기준 편차율이 30% 미만으로 높은 균일도를 갖는 것을 확인하였다. 또한, 발포시트의 외관과 이를 성형한 성형체의 외관이 양호한 것으로 나타났다.
반면, 비교예의 발포시트는 평균 셀 크기가 약 295㎛ 이상이고, 최소 및 최대 셀 크기의 평균 셀 크기 기준 편차율이 42% 이상으로 낮은 균일도를 갖는 것으로 나타났다. 아울러, 상기 발포시트의 외관과 이를 성형한 성형체의 외관이 모두 양호한 경우는 확인되지 않았다.
이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 발포시트는 폴리에스테르 수지와 함께 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 포함하여 셀 균일도가 우수하고, 외관 및 성형성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리에스테르 수지, 무기입자, 제1 응집방지제 및 제2 응집방지제를 함유하고,
    상기 제1 응집방지제는 폴리올레핀 왁스를 포함하며,
    상기 제2 응집방지제는 지방산 금속염을 포함하고,
    상기 제1 응집방지제는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 1.0 중량부로 포함되며,
    제1 응집방지제와 제2 응집방지제는 1:2 내지 20의 중량 비율로 포함되고,
    단위 면적(가로 3 cm X 세로 3cm) 내에 존재하는 셀의 크기는 평균 크기 기준 편차율이 30% 미만인 발포시트.
  2. 제1항에 있어서,
    폴리올레핀 왁스는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 폴리에틸렌-프로필렌 공중합 왁스 중 어느 하나 이상을 포함하는 발포시트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    지방산 금속염은 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 및 스테아르산 중 어느 하나를 포함하는 지방산과; 칼슘, 마그네슘, 아연, 바륨, 망간 및 철 중 어느 하나를 포함하는 금속을 포함하는 발포시트.
  5. 제4항에 있어서,
    지방산 금속염은 스테아르산 칼슘, 스테아르산 마그네슘 및 스테아르산 아연 중 어느 하나를 포함하는 발포시트.
  6. 제1항에 있어서,
    제2 응집방지제의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1 중량부인 발포시트.
  7. 제1항에 있어서,
    무기입자는 탈크, 카올린, 마이카, 실리카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 벤토나이트 및 규조토로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 발포시트.
  8. 제1항에 있어서,
    무기입자의 함량은 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부인 발포시트.
  9. 제1항에 있어서,
    폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate, PBT), 폴리락트산(Poly Lactic acid, PLA), 폴리글리코르산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리에틸렌 아디파트(Polyehtylene adipate, PEA), 폴리하이드로시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(Polytrimethylene Terephthalate, PTT) 및 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylene naphthalate, PEN)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 발포시트.
KR1020210000739A 2021-01-05 2021-01-05 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트 KR102530439B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210000739A KR102530439B1 (ko) 2021-01-05 2021-01-05 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210000739A KR102530439B1 (ko) 2021-01-05 2021-01-05 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220099186A KR20220099186A (ko) 2022-07-13
KR102530439B1 true KR102530439B1 (ko) 2023-05-11

Family

ID=82401486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210000739A KR102530439B1 (ko) 2021-01-05 2021-01-05 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102530439B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009019204A (ja) * 2007-06-13 2009-01-29 Sumitomo Chemical Co Ltd 発泡用樹脂組成物及び発泡成形体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102196665B1 (ko) 2019-04-25 2020-12-30 주식회사 휴비스 무기입자를 포함하는 발포시트 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009019204A (ja) * 2007-06-13 2009-01-29 Sumitomo Chemical Co Ltd 発泡用樹脂組成物及び発泡成形体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220099186A (ko) 2022-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8563621B2 (en) Blowing agents formed from nanoparticles of carbonates
KR102160456B1 (ko) 성형성이 우수한 발포시트, 이의 제조방법 및 이를 이용한 식품용기
KR101997619B1 (ko) 셀 발현 균일도가 우수한 무기입자를 포함하는 발포시트 및 이의 제조방법
KR102530439B1 (ko) 이종 응집방지제를 포함하는 폴리에스테르 발포시트
KR102465638B1 (ko) 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법
KR102339321B1 (ko) 마스터배치 조성물 및 이를 이용한 발포시트의 제조방법
KR20200002328A (ko) 내열성이 우수한 발포시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 식품용기
KR102530429B1 (ko) 성형성이 개선된 폴리에스테르 발포시트
JP2022533925A (ja) マスターバッチ組成物及びこれを用いた発泡シートの製造方法
KR102339308B1 (ko) 마스터배치 조성물 및 이를 이용한 발포시트의 제조방법
KR102313714B1 (ko) 입경이 상이한 무기입자를 포함하는 폴리에스테르 발포시트
KR102190656B1 (ko) 셀 발현 균일도가 우수한 발포시트 및 이의 제조방법
KR102316354B1 (ko) 두께 방향으로 셀 사이즈가 상이한 영역들을 포함하는 폴리에스테르 수지 발포시트 및 이의 제조방법
KR20210117496A (ko) 폴리에스테르 발포층을 포함하는 디스플레이 화면 보호재
KR102316345B1 (ko) 폭 방향 두께가 상이한 영역들을 포함하는 폴리에스테르 수지 발포시트 및 이의 제조방법
KR102443537B1 (ko) 카르복실 말단기의 당량이 제어된 폴리에스테르 발포시트
KR102372624B1 (ko) 발포용 폴리에스테르 수지 칩, 이를 이용한 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법
KR102372628B1 (ko) 발포용 폴리에스테르 수지 칩, 이를 이용한 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법
KR102372621B1 (ko) 발포용 폴리에스테르 수지 칩, 이를 이용한 폴리에스테르 발포시트 및 이의 제조방법
JP3593471B2 (ja) 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の製造方法
KR101967808B1 (ko) 무기입자를 포함하는 발포체 및 이의 제조방법
KR102190657B1 (ko) 탄산칼슘을 포함하는 발포시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 식품용기
KR102196666B1 (ko) 무기입자를 포함하는 발포시트 및 이의 제조방법
KR20210087170A (ko) 폭 방향 두께가 상이한 영역들을 포함하는 폴리에스테르 수지 발포시트 및 이의 제조방법
KR20220098890A (ko) 가스 배리어층을 포함하는 발포시트 및 이를 이용한 식품용기

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right