KR20010096332A - 산화방지제 및/또는 내열제로서 천연화합물을 사용한폴리올레핀계 고분자 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물은 폴리올레핀계 고분자를 기초수지로 하고 산화방지제로서 천연화합물인 아스코르빈산 또는 그 유도체, 또는 사과추출물(apple phenon)을 사용하고, 및/또는 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물은 기초수지 100 중량부에 대하여 산화방지제 0.01-1 중량부, 및/또는 젖산 유도체 0.01-1 중량부로 이루어진다. 본 발명에서 산화방지제로 사용되는 아스코르빈산 유도체로는 아스코르빈산, 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 에리토빈산 나트륨염 등이 바람직하고, 내열제로 사용되는 젖산 유도체로는 젖산 칼슘염과 같은 젖산 금속염이 있다.

Description

산화방지제 및/또는 내열제로서 천연화합물을 사용한 폴리올레핀계 고분자 조성물{Polyolefin Composition Using Natural Compound as Antioxidant and/or Heat-resistrant}

발명의 분야

본 발명은 폴리올레핀계 고분자 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 폴리올레핀계 고분자 수지를 기초수지로 하여 고분자 조성물을 제조할 때 산화방지제 및/또는 내열제로서 천연화합물을 사용함으로써 인체에 해가 없고 제조원가가 저렴한 폴리올레핀계 고분자 조성물에 관한 것이다.

발명의 배경

폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 공중합체를 기초수지로 하는 고분자 수지 조성물에는 산화방지제와 내열제(내열 안정제)가 필수적으로 혼합된다. 물론 이들 고분자 수지 조성물에는 그 용도에 따라 착색제, 충진제, 대전방지제, 난연제등의 첨가제가 혼합되고 있다.

산화방지제는 폴리올레핀계 고분자 조성물이 가공중에 열화하는 것을 방지하고, 황화현상(yellowing)을 방지하며, 가공후의 분해(degradation)를 예방하여 수명을 연장하고자 하는 목적으로 사용되고 있다. 이제까지 사용되고 있는 산화방지제는 힌더드 페놀, 힌더드 아민, 황화합물, 인계화합물 등이 있다. 그러나 이들 화합물은 모두 합성화합물로서 가격이 비싼 편이고 인체에 유해한 화합물들이다. 특히 힌더드 페놀 화합물은 환경 호르몬으로 분류되어 인체에 치명적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 발명자는 상기와 같은 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 무해하고 제조원가가 저렴한 본 발명의 조성물을 개발하기에 이른 것이다.

또한 폴리올레핀계 고분자 조성물에는 그 가공이나 사용 중에 열, 산소, 자외선 등으로부터 안정화하기 위하여 내열 안정제가 필수적으로 사용되고 있다. 이제까지 사용되고 있는 내열안정제로는 비누성분의 일종인 칼슘-스테아레이트, 아연- 스테아레이트, 마그네슘-스테아레이트를 비롯하여 독성이 강한 납염, 바륨염 또는 카드뮴염 등이 있다. 상기의 내열제도 모두 합성화합물로서 인체에 유해한 물질들이다. 특히 이들 물질들은 친유성을 띠는 것으로 인체에 축적되는 성질이 있기 때문에 인체에 유해하다. 따라서 본 발명자는 상기와 같은 종래의 합성화합물로 이루어진 내열제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 유해하지 않고 환경친화적인 본 발명을 개발하기에 이른 것이다. 본 발명은 또한 산화방지제와 내열제를 모두 천연화합물로 대치함으로써 인체에 유해하지 않고 제조원가도 저렴하며 환경친화적인 폴리올레핀계 고분자 조성물도 포함한다.

본 발명의 목적은 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 무해한 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 제조원가가 저렴한 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 합성화합물로 이루어진 내열제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 유해하지 않고 환경친화적인 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제와 내열제를 모두 천연화합물로 대치함으로써 인체에 유해하지 않고 제조원가도 저렴하며 환경친화적인 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물은 폴리올레핀계 고분자를 기초수지로하고 산화방지제로서 천연화합물인 아스코르빈산 또는 그 유도체, 또는 사과추출물(apple phenon)을 사용하고, 및/또는 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물은 기초수지 100 중량부에 대하여 산화방지제 0.01-1 중량부, 및/또는 젖산 유도체 0.01-1 중량부로 이루어진다. 본 발명에서 산화방지제로 사용되는 아스코르빈산 유도체로는 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 에리토빈산 나트륨염 등이 바람직하고, 내열제로 사용되는 젖산 유도체로는 젖산 칼슘염과 같은 젖산 금속염이 있다. 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기초 수지는 폴리올레핀계 수지로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 공중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.

본 발명의 한 구체예인 폴리올레핀계 고분자 조성물은 폴리올레핀계 고분자를 기초수지로 하고 산화방지제로서 천연화합물인 아스코르빈산 또는 그 유도체, 사과추출물을 사용하고, 내열제로는 비누성분의 일종인 종래의 칼슘-스테아레이트, 아연-스테아레이트, 또는 마그네슘-스테아레이트를 사용한다. 아스코르빈산 유도체로는 아스코르빈산, 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 에리토빈산 나트륨염 등이 있다. 본 발명에서 사용되는 아스코르빈산과 그 유도체인 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 및 에리토빈산 나트륨염은 천연화합물로 종래의 인공합성물인 산화방지제에 비하여 저렴한 가격으로 구입할 수 있다. 특히 아스코르빈산은 비타민 C로 잘 알려져 있는 천연화합물이다. 이들 천연화합물은 모두 인체에 해롭지 않은 물질이다.

본 발명의 다른 구체예인 폴리올레핀계 고분자 조성물은 폴리올레핀계 고분자를 기초수지로 하고 산화방지제로서 힌더드 페놀, 힌더드 아민, 황화합물, 인계화합물 등과 같은 종래의 합성화합물을 사용하고, 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용한다. 내열제로 사용되는 젖산 유도체로는 젖산 칼슘염과 같은 젖산 금속염이 있다. 젖산유도체는 요쿠르트를 제조할 때 첨가되는 일종의 식품첨가물로서 우리 인체에 유익한 천연물질이다. 젖산유도체는 친수성을 띠기 때문에 이제까지 내열안정제로 사용되고 있는 비누성분의 일종인 스테아린산 금속염이 친유성을 띠고 있어 인체에 축적되는 성질을 고려할 때 종래의 내열제가 갖는 결점을 극복할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예인 폴리올레핀계 고분자 조성물은 폴리올레핀계 고분자를 기초수지로 하고 산화방지제로서 천연화합물인 아스코르빈산 또는 그 유도체, 또는 사과화합물을 사용하고, 및/또는 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용한다.

본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물에서는 기초수지 100 중량부에 대하여 산화방지제가 0.01-1 중량부로 사용되고, 및/또는 젖산 유도체가 0.01-1 중량부로 사용된다. 그러나 이들 사용량은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명의 폴리올레핀계 고분자 조성물은 반죽기, 일축 압출기 또는 이축 압축기를 이용하여 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 컴파운딩될 수 있다.

본 발명의 고분자 조성물은 필요에 따라 적하방지제(antidripping agent), 충격보강제, 가소제, 상용화제, 착색제, 충진제, 대전방지제, 난연제, 유기 또는 무기 안료, 염료 등의 첨가제가 첨가될 수 있다. 한 예로 충진제로서 탈크, 실리카, 마이카, 유리섬유, 황산염과 같은 무기 충진제 등이 첨가될 수 있는데, 이들 첨가제의 종류와 첨가량은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

비교실시예

본 발명에 따라 실시한 폴리올레핀계 고분자 조성물을 물성을 비교할 목적으로 이 비교실시예를 실시하였다. 이 비교실시예에서는 산화방지제와 내열제를 모두 종래의 인공합성물을 사용하여 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제조하였다. 폴리프로필렌 고분자를 기초수지로 하고 산화방지제로서 힌더드 페놀을 사용하고, 내열제로서 칼슘-스테아레이트를 사용하였다. 비교실시예에서 사용한 산화방지제와 내열제의 함량 및 이 비교실시예에서 제조된 수지 조성물에 대한 물성을 표 1에 나타내었다.

실시예 1-7

실시예 1-7 에서는 본 발명에 따라 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제조하였다. 실시예 1-7 에서는 산화방지제와 내열제를 모두 천연화합물을 사용하거나, 산화방지제 또는 내열제 중에서 어느 하나를 천연화합물로 대치하여 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제조한 것이다. 실시예 1-7에서 사용한 산화방지제와 내열제의 함량 및 수지 조성물에 대한 물성을 표 1에 나타내었다.

상기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 폴리올레핀은 폴리프로필렌으로 대림화학(주)의 PP246 을 사용하였다.

실시예 1-7 및 비교실시예의 고분자 조성물을 상기 표 1에 기재된 함량으로 투입하여 28 mm 2축 압출기(MP 2030, L/D 25:1 APV Chemical Machinary Ltd.)에서 200∼250℃의 온도 범위에서 압출하여 물성 시편을 제조하였다. 제조된 시편은 ASTM D-1238에 의하여 230℃ 및 2.16kg에서 용융흐름지수(g/10min)를 측정하였다.

성분	비교 실시예	실 시 예
		1	2	3	4	5	6	7
기초 수지	폴리올레핀1)	100	100	100	100	100	100	100	100
산화방지제	힌더드페놀2)	0.1		0.1
	L-아스코르빈산				0.1			0.1
	L-아스코르빈산 나트륨					0.1			0.1
	사과추출물		0.1				0.1
내열제	칼슘 스테아레이트	0.1	0.1		0.1	0.1
	젖산 칼슘			0.1			0.1	0.1	0.1
용융흐름지수3)	12.8	14.8	12.6	15.2	15.3	11.8	12.7	13.8

1) 대림화학(주)의 폴리프로필렌 (PP246)

2) 시바가이기사의 Irganox 1010

3) ASTM D-1238에 의하여 230℃ 및 2.16 kg에서 측정(g/10min)

각 실시예 및 비교실시예의 용융흐름지수를 비교하면, 비교실시예의 경우는 12.8 이었던 것이 천연물질과 합성물질을 동시에 첨가한 실시예 1-4에서 각각 14.8, 12.6, 15.2, 및 15.3 이었고, 천연물질 만을 첨가한 실시예 5-7에서는 각각 11.8, 12.7, 및 13.8 로 수치상의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 산화안정제 및 내열제로서 천연물질을 이용하거나 천연물질과 합성물질을 동시에 이용하여도 종래의 합성물질 만을 첨가할 때와 비교하여 물성 차이가 거의 없음을 확인할 수 있었다.

본 발명은 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 무해하고 제조원가가 저렴하며, 종래의 합성화합물로 이루어진 내열제 대신에 천연화합물을 사용함으로써 인체에 유해하지 않고 환경친화적이고, 종래의 합성화합물로 이루어진 산화방지제와 내열제를 모두 천연화합물로 대치함으로써 인체에 유해하지 않고 제조원가도 저렴하며 환경친화적인 폴리올레핀계 고분자 조성물을 제공할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (13)

1. 폴리올레핀계 고분자 수지를 기초수지로 하고 산화방지제로서 천연화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 천연화합물이 아스코르빈산, 아스코르빈산 유도체, 및 사과추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 아스코르빈산 유도체가 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 및 에리토빈산 나트륨염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 고분자 기초수지 100 중량부에 대하여 산화방지제 0.01-1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
5. 제1항에 있어서, 내열제, 적하방지제, 충격보강제, 가소제, 상용화제, 착색제, 충진제, 대전방지제, 난연제, 안료, 및/또는 염료를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
6. 폴리올레핀계 고분자 수지를 기초수지로 하고 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
7. 제6항에 있어서, 상기 젖산 유도체가 젖산 금속염인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
8. 제6항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 고분자 기초수지 100 중량부에 대하여 내열제 0.01-1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
9. 제6항에 있어서, 산화방지제, 적하방지제, 충격보강제, 가소제, 상용화제,착색제, 충진제, 대전방지제, 난연제, 안료, 및/또는 염료를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
10. 폴리올레핀계 고분자 수지를 기초수지로 하고 산화방지제로서 천연화합물인 아스코르빈산, 아스코르빈산 유도체, 및 사과추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 사용하고, 내열제로서 천연화합물인 젖산 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
11. 제10항에 있어서, 상기 아스코르빈산 유도체가 아스코르빈산 나트륨염, 에리토빈산, 및 에리토빈산 나트륨염로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 젖산 유도체가 젖산 금속염인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
12. 제10에 있어서, 상기 폴리올레핀계 고분자 기초수지 100 중량부에 대하여 산화방지제가 0.01-1 중량부이고 내열제가 0.01-1 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.
13. 제10항에 있어서, 적하방지제, 충격보강제, 가소제, 상용화제, 착색제, 충진제, 대전방지제, 난연제, 안료, 및/또는 염료를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀계 고분자 조성물.