KR20010088575A - 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 직물을 직조하기 위한 모노사, 폴리프로필렌 필름을 얻기 위한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 모노사 및 폴리프로필렌 필름의 주원료인 폴리프로필렌 수지에 탄산칼슘이 주성분인 탄산칼슝이 함유된 돌 분말과 숯 분말을 일정 비율로 혼합하고, 모노사와 폴리프로필렌 필름으로 연신가공하여, 탄산칼슝이 함유된 돌에서 방출되는 원적외선 등과 같은 양호한 물성과 탄산칼슘 고유의 효과가 인체에 작용되도록 하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 얻을 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 제조된 모노사, 폴리프로필렌 필름은 매트, 자동차용 시트, 병원용 시트 등 다양한 용도로 적용 가능하다.

Description

폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조 방법{The composition of polypropylene resin and its preparation method}

본 발명은 폴리프로필렌 직물을 직조하기 위한 모노사, 폴리프로필렌 필름을 얻기 위한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합한 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 돌에서 방출되는 원적외선 등과 같은 양호한 물성과 탄산칼슘 고유의 효과가 인체에 작용되도록 하는 것이다.

숯은 대체로 탄소가 약 85%, 무기원소가 약 15%로 구성되는 열분해된 물질로서 목재를 건류시켜서 제조된다.

숯은 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 것으로, 영하 20℃ 이하의 추운 겨울을 포함하는 사계절이 있는 지역에서 자란 참나무, 박달나무 등의 활엽수를 숯가마에 넣어 800℃ 이상에서 구워낸 탄소체로서 미세한 기공이 형성된 다공질의 조직으로 되어있기 때문에 유해 세균과 냄새의 흡착기능이 우수할 뿐만 아니라 습기의 조절능력이 탁월하다.

또한, 숯 자체에서 다량의 음이온이 발생되기 때문에 공기를 정화하고 산소량을 증가시켜 줌과 아울러 인체의 양이온을 증가시켜주며, 칼슘, 나트륨, 철, 마그네슘, 칼륨, 인 등 미네랄이 풍부하여 인체의 자연치유능력을 배양시켜 준다.

숯은 상기와 같이 유익성이 있으나, 숯의 실질적인 이용은 취사용이나 난방용 등의 연료로 사용하여 왔고, 근래에서 음식점 등에서 숯불갈비를 구워내는 용도로도 사용되거나 정수기 등의 여과수단으로 사용되고 있다.

또한, 음식을 숙성시킬때나 악취 및 잡균을 제거하는 목적으로도 숯을 사용하였고, 곡식이 있는 창고 내부에서 숯을 놓아둘 경우 습도조절기능을 제공하여 곡식의 부패와 벌레의 번식을 막음은 물론, 악취를 방지하기 위해 숯을 사용하기도 하였다.

상기와 같이 다양한 용도로 사용되는 숯에 대하여 근래에 숯이 전자기적 특성을 가지며, 또한 원적외선을 방출한다는 것이 알려졌다.

숯이 가지는 전자기적 특성에는, 숯은 경질의 나무를 원료로 만든 특수 탄화물이며 목질 탄화물은 전기의 양도체이므로 축전성을 가진다. 이러한 목질 탄화물인 숯은 그 원료나무의 목질이 단단하고 고온으로 처리할수록 전도성이 높아지고, 따라서 축전성이 높게 된다. 특히, 숯은 독특한 축전성에 의해 그 주변에 강한 음전하를 띠도록 만드는데, 숯이 다량 존재할 경우 그 주위환경에는 음전하에 의한 고전자장이 형성되게 된다.

숯에서 조성된 고전자장은 지하 및 지상부를 통하여 음전장이 되는데, 일반적으로 양전하 환경에서 모든 물질은 발효, 분해, 마모, 연소 및 산화 등이 빠르게 진행하는 경향이 있으나, 음전하로 이루어진 환경에서는 물질의 원상태가 보다 오래 보존되고 생물의 생태가 자연상태로 유지되는 효과가 나타난다.

이와 같이, 숯은 독특한 전자기장의 특성에 의해 주위환경을 긍정적으로 변화시켜, 순환기, 호흡기 및 신경계통 장애에 도움을 주고, 피로, 불면증, 스트레스 및 신경성 질환 등에 효과적이다.

숯이 가지는 또 다른 특징은 원적외선을 방출한다는 것이다. 원적외선이란 4∼1,000미트론의 파장범위의 태양광선을 의미하며, 인체내부에 전달될 경우 온열 및 발한효과, 혈액순환촉진, 신진대사촉진, 노폐물 배출효과를 발휘하는 생명의 빛으로 알려져 있다. 가령 암세포는 45℃에서는 성장하지 않는데 몸을 45℃로 올리려다가는 고열로 죽을 것이다. 그러나 원적외선은 저온에서 같은 효과를 보기 때문에 원적외선의 방출하므로써 건강 리듬을 잡아주고 근육의 피로를 풀어주며 맑은 정신을 갖게 하는 특징이 있다.

본 발명에서 사용한 돌은 그 주성분이 탄산칼슘이며, 인체에 활력을 주는 40여종의 미네랄을 함유하고 있고, 원적외선을 방사하는 광물질로 되어있다.

탄산칼슘을 함유하고 있는 돌은 모세혈관속의 원자와 분자를 진동시키는 공명작용 및 교감신경 활성화로 혈액순환을 원활하게 하며, 혈액속 노폐물을 배출시켜 기미, 주근깨, 잔주름 제거 등의 탁월한 미용효과를 보이고, 팔, 어깨걸림, 뒷머리 당김 등 성인병 증상을 개선시키며, TV나 컴퓨터 등에서 나오는 각종 유해 전자파를 차단하고, 탄산칼슘을 함유하고 있는 돌을 착용하면 혈액중의 탄산가스 발산을 활성화시켜 혈액중의 알카리농도를 높여 체질자체를 알카리성으로 바꾸어 주는 효과가 있다고 알려져 있다.

이러한 숯을 이용하여 폴리프로필렌 모노사나 폴리프로필렌 필름을 제조하고자 하는 시도가 이루어진 바 없으며, 설령 제조하고자 할 경우, 폴리프로필렌과 혼합시 숯의 비중이 가벼워 숯 분말이 비산하게 되므로 혼합이 용이치 못하여 숯이 함유된 프로필렌사나 폴리프로필렌 필름의 제조가 전무한 상태이었다.

또한, 상기와 같이 주원료에 숯 분말이 함유되었다고 하더라도 일부는 비산되고 일부는 불균일하게 혼합하게 되므로 인하여 모노사 제조시 제조된 모노사내의 숯함량이 일정하지 않으며, 또한 작업환경을 저하시키는 등의 문제점이 발생하였고, 근래에 와서는 합성수지직물의 표면에 숯 분말을 스프레이 도포하였는 바, 이와 같은 경우 초기에는 숯에 대한 물성을 충분히 발휘하지만 일정 기간 사용후에는 표면에 도포된 숯 분말이 떨어져 숯의 물성을 충분히 발휘하지 못할 뿐 아니라 떨어진 숯 분말에 의해 주위가 지저분해지는 문제점이 있었다.

한편, 탄산칼슘을 함유하고 있는 돌의 효능이 알려져 있지만 돌을 이용한 실 및 필름의 제조가 사절 및 돌가루와 폴리프로필렌의 혼합이 용이하지 못하고, 실 및 필름으로 제조된다고 하더라도 강도 저하 등의 문제점이 있어 실용화되지 못하고 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점등을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 본 발명의 그 주된 목적은 참숯 분말를 이용한 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름 제조 공정에서 발생하는 참숯 분말의 비산을 효과적으로 방지하면서 참숯 분말이 균일하게 혼합되게 제조하여 숯이 가지는 고유한 특성을 유지할 수 있도록 함과 동시에 탄산칼슘이 함유된 돌가루의 첨가가 용이하게 하여 돌로 인한 효과가 발현되도록 하는 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름 제조용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 조성물을 이용하여 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적들 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 얻고, 이를 용융 방사하거나 시이트(sheet)상으로 방사하여 연신하되, 수지 조성물에 유연제, 활제, 분산제를 첨가하여 숯 분말과 돌 분말이 골고루 혼재되고 방사가 가능하도록 하므로서 돌에서 방출되는 원적외선 등과 같은 양호한 물성과 탄산칼슘 고유의 효과가 인체에 작용되도록 할 수 있었다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합하여 이루어진 것으로 특징지워진다.

또한, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조 방법은 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 용제인 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%를 용융격자기에 투입하여 용융 혼합하되, Ca활제와 분산제를 첨가하여 혼합하는 방법으로 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 용융 압출기에서 용융 압출하는 방법으로 혼합하는 것으로 특징 지워진다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 폴리프로필렌사 및 필름의 제조 방법은 상기의 폴리프로필렌 수지 조성물과 유연제를 용융압출기에 투입하되 유연제를 폴리프로필렌 수지 중량에 대하여 0.5 ∼ 3중량% 첨가하여 용융 방사하는 것으로 특징 지워진다.

탄산칼슘이 함유된 돌 분말 및 숯 분말의 함량이 많을수록 원적외선 및 음이온 효과가 더욱 증대될 것이나, 그 함량이 높으면 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름으로 성형하기 어려운 문제점이 있고, 그 함량이 작으면 탄산칼슝이 함유된 돌 분말 및 숯 분말의 상기 효과를 발휘하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름의 제조공정은 숯과 탄산칼슘이 함유된 돌을 각각 일정 크기로 분쇄하고 320메쉬(mesh) 이하의 분말만을 선별한 후에 탄산칼슘이 함유된 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량% 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 혼합하는 제 1 공정과; 제 1 공정으로부터 얻어진 혼합물 36 ∼ 64중량%를 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 용융하여 압출한 후 일정 크기의 칩(chip)상으로 기능성 원료 혼합물을 제조하는 제 2 공정과; 상기 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 압출기를 이용하여 압출하는 제 3공정으로 이루어진다.

먼저, 탄산칼슘이 함유된 돌과 참숯은 각각 분쇄기에서 일정 크기로 분쇄한 다음, 320메쉬(mesh) 이하의 분말만을 선별한 후, 혼합한다.

탄산칼슘이 함유된 돌 분말과 참숯 분말의 입도가 320메쉬를 초과할 경우에는 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지와의 혼합이 용이하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라 제조되는 제품의 강도가 저하되거나 부분적으로 탄산칼슘이 함유된 돌 분말과 숯 분말이 탈리되어 제품의 질이 저하되는 단점이 있다.

상기 혼합물을 용융시키기 위한 용제인 폴리에틸렌 수지와 함께 용융 격자기에 넣어 용융시킨다. 이때, 탄산칼슘이 함유된 돌 분말와 참숯 분말를 용제와 함께 용융 격자기에 넣어 용융시킴으로서 비중이 작은 참숯 분말의 비산현상을 방지할 수 있고, 비중이 큰 탄산칼슘이 함유된 돌 분말와 비중이 작은 참숯 분말이 전 용융물에 균일하게 분포될 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 활제로서 Ca활제와 분산제로서 소듐 라우레이트를 첨가하므로서 탄산칼슘이 함유된 돌 분말과 참숯 분말이 균질하게 혼합되고, 용융시 침전이나 상층에 참숯 분말이 몰리는 것을 방지할 수 있게 된다.

Ca활제와 분산제의 사용량은 각각 탄산칼슘이 함유된 돌 분말, 참숯 분말 및 폴리에틸렌 수지 전체 중량에 대하여 각각 0.1 ∼ 1.5중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 0.1중량% 미만일 경우에는 첨가 효과가 미약하여 분산이 용이하게 이루어지지 않아 균질한 혼합이 불가능한 단점이 있고, 1.5중량%를 초과할 경우에는 첨가 상승 효과가 미약하여 경제적이지 못하다.

또한, 탄산칼슘이 함유된 돌 분말와 참숯 분말을 공정 초기에 용융한 원료를 사용하여 모노사 및 폴리프로필렌 조성물을 만들기 때문에 제품으로 사용시 그 각각의 물성을 오래동안 지속시킬수 있는 효과가 있다.

이렇게 용융된 혼합물을 용융 압출기를 통하여 칩상으로 기능성 원료 혼합물을 제조한 후, 제조된 기능성 원료 혼합물과 폴리프로필렌 수지를 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름을 제조할 수 있다.

이 때 유연제를 함께 첨가하므로서 방사가 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 사절을 방지하고, 추후에 방적기 등과 같은 각종 기기의 마모를 방지하고 양질의 완제품을 얻을 수 있도록 한다.

유연제는 본 발명이 속하는 기술 분야 특히, 섬유제조시 사용되는 유연제를 모두 사용할 수 있으며, 사용되는 돌 분말과 참숯 분말의 양 및 입도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

유연제의 사용량은 사용되는 기능성 원료 혼합물과 폴리프로필렌 수지 전체 중량에 대하여 0.5 ∼ 3중량% 첨가하는 것이 바람직하며, 사용량이 0.5중량% 미만일 경우에는 첨가 효과가 미약하여 사절이나 방사기의 마모와 같은 문제점을 일으키는 경향이 있고, 3중량%를 초과할 경우에는 첨가 상승 효과가 미약하여 경제적이지 못하다.

본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌은 상용되는 것들을 모두 사용할 수 있으며, 제조되는 최종 완제품의 용도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서의 폴리프로필렌 모노사 및 폴리프로필렌 필름은 매트, 자동차용 시트, 병원용 시트 등의 용도로 사용될 뿐만 아니라 그외에 여러 다양한 용도로도 적용이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 얻고, 이를 용융 방사하거나 시이트(sheet)상으로 방사하여 연신하되, 수지 조성물에 유연제, 활제, 분산제를 첨가하여 참숯 분말과 탄산칼슘이 함유된 돌 분말이 골고루 혼재되고 방사가 가능하도록 하므로서 탄산칼슘이 함유된 돌에서 방출되는 원적외선 등과 같은 양호한 물성과 탄산칼슘 고유의 효과가 인체에 작용되도록 할 수 있으며, 참숯의 비중이 가벼워 나타나는 비산문제를 해결하고 참숯 분말이 균일하게 분포된 제품을 얻을수 있을 뿐 아니라 참숯 분말을 제조공정 초기에 투입하여 용융하여 제조함으로써 참숯 분말의 물성을 충분히 발휘하고 일정 기간 사용후에도 그 물성이 지속적으로 발휘되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성된 혼합물 30 ∼ 64중량%와 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%로 이루어진 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물
2. 탄산칼슘이 주성분인 돌 분말 5 ∼ 20중량%, 참숯 분말 20 ∼ 30중량%, 징크스피아린산 2 ∼ 6중량%, 왁스 3 ∼ 8중량%로 구성되는 혼합물 30 ∼ 64중량%와 용제인 폴리에틸렌 수지 36 ∼ 70중량%를 용융 격자기에 투입하여 용융 혼합하되, Ca활제와 분산제를 첨가하여 혼합하는 방법으로 기능성 원료 혼합물을 얻고, 제조된 기능성 원료 혼합물 10 ∼ 30중량%와 폴리프로필렌 수지 70 ∼ 90중량%를 용융 압출기에서 용융 압출하는 방법으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 탄산칼슘이 함유된 돌 분말과 숯 분말의 입도는 320메쉬 이하인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서, Ca활제와 분산제의 사용량은 각각 돌 분말, 숯 분말 및 폴리에틸렌 수지 전체 중량에 대하여 각각 0.1 ∼ 1.5중량%임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물과 유연제를 용융압출기에 투입하되 유연제를 폴리프로필렌 수지 중량에 대하여 0.5 ∼ 3중량% 첨가하여 용융 방사하는 것을 특징으로 하는 모노사 및 필름의 제조 방법.