KR20050040006A - 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물 - Google Patents

환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물에 관한 것으로, 폴리염화비닐 수지 100중량부, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제 21 내지 50중량부, 안정제 1 내지 2.5중량부, 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어지며, 본 발명에 의한 랩 필름용 폴리염화비닐 수지에 의하여 인장강도, 신율, 경도, 투명도 및 점착성이 우수할 뿐만 아니라, 환경호르몬이 전혀 검출되지 않는 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.

Description

환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물{Polyvinyl Chloride Resin Composition for Environment-Friendly Wrap Film}
본 발명은 환경친화적 랩 필름(wrap film)용 폴리염화비닐 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환경호르몬을 방출하지 않으면서도 랩 필름용 폴리염화비닐 수지로서 요구되는 인장강도, 신율, 경도, 투명도, 점착성 등의 물성이 우수한 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리염화비닐 수지는 염화비닐의 단독 중합체 또는 50% 이상의 염화비닐을 함유하는 혼성 중합체로서, 가소제(Plasticizer), 안정제(Stabilizer), 충전제(Filler), 안료(Pigment) 등 여러 가지 첨가제를 적절하게 첨가하여 다양한 가공 물성을 부여할 수 있는 범용 수지이다. 이러한 폴리염화비닐 수지는 압출성형, 사출성형, 캘린더링 등의 가공법에 의하여 파이프, 전선, 전기기계제품, 장난감, 필름, 시트, 인조가죽, 타포린, 테이프, 식품 포장재, 의료용품에 이르기까지 다양한 제품들의 소재로 광범위하게 사용된다.
폴리염화비닐 수지에 첨가되어 가공성, 유연성, 전기 절연성 등의 여러 가지 물성 및 기능을 부여하는 필수 첨가제인 가소제의 대표적인 종류로는 프탈레이트계(phthalates), 아디페이트계(adipates), 트리멜리테이트계(trimellitates) 등을 들 수 있다. 이 중에서 프탈레이트계 가소제인 DEHP(di-ethyhexyl phthalate), DBP(di -butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), BBP(Butyl Benzyl phthalate), DINP(di-isononyl phthalate), DNOP(di-n-octyl phthalate) 등이 가장 널리 사용된다.
한편, 식품을 포장하는데 사용되는 랩 필름은 식품을 그대로 육안 으로 관찰할 수 있는 투명도와 용이한 포장을 가능하게 하는 신율 및 포장 후 내용물, 특히 액체가 밖으로 흘러나오지 않도록 하는 점착성 등의 물성을 가져야 한다.
따라서, 일반적으로 폴리염화비닐 필름에는 주로 프탈레이트 가소제가 첨가되지만 위에서 설명한 바와 같은 물성들이 충분히 발휘되지 못하여, 식품을 포장하기 위한 랩 필름에는 아디페이트계인 디-2-에틸헥실아디페이트(di-2-ethylhexyladipate, DEHA)를 첨가하여 식품 포장용 랩 필름으로서 요구되는 물성들이 발휘되도록 한다.
그러나, 식품을 포장하기 위한 랩 필름에 첨가되는 DEHA는 미국 환경보호국, 일본 국립의약식품위생연구소 및 세계야생보호기금(WWF)에서 이미 환경호르몬 관찰물질로 분류되어 있으며, 최근에는 DEHA를 함유하는 폴리염화비닐 수지를 이용하여 제조된 식품 포장용 랩 필름이 환경호르몬을 발생시키며, 이에 대한 소비자들의 불만이 증가하고 있는 실정이다.
이러한 문제로 인하여 일부 식품 포장용 랩 필름의 소재를 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)으로 대체하고자 하나, 이러한 경우 랩 필름의 품질을 결정짓는 신율, 점착성 등의 물성이 폴리염화비닐 필름에 비하여 현저히 낮아 실제 제품 적용에 있어서 제한이 따른다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 환경호르몬을 방출하지 않으면서, 인장강도, 신율, 경도, 투명도 및 점착성이 우수한 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 환경호르몬을 방출하지 않으면서, 인장강도, 신율, 경도, 투명도 및 점착성이 우수한 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 컴파운드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 환경호르몬을 방출하지 않으면서, 인장강도, 신율, 경도, 투명도 및 점착성이 우수한 환경친화적 랩 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리염화비닐 수지, 안정제, 보조안정제 및 방담제로 이루어진 랩 필름(wrap film)용 폴리염화비닐 수지 조성물에 있어서, 디에틸렌글리콜 에스테르계(diethyleneglycol esters) 가소제를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물을 제공한다.
상기 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제 21 내지 50중량부, 안정제 1 내지 2.5중량부, 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제 21 내지 50중량부, Ca-Zn계 안정제 1 내지 2.5중량부, 에폭시계 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제는 하기 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물을 2종 이상 포함하여 이루어지는 가소제일 수 있다.
[화학식 1]
R1OCO-(CH2)2-O-(CH2)2-OCOR2   
상기 화학식 1에서, R1, R2 는 각각 페닐기(phenyl group) 또는 탄소수가 3 내지 12 개의 탄소수를 가지는 알킬기(alkyl group)이다.
디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제는 R1 및 R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; R1이 페닐기이고, R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; 및 R1 및 R2가 페닐기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물;을 포함하여 이루어지는 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제일 수 있다.
디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제는 2-에틸헥사노익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[2-ethylhexanoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 10 내지 60중량%, 벤조익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy} ethyl ester] 30 내지 60중량%, 및 벤조익에시드 2-{2-(벤조일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(benzoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 5 내지 40중량%을 포함하여 이루어지는 가소제일 수 있다.
상기 Ca-Zn계 안정제는 Ca-Zn 유기복합안정제일 수 있다.
상기 에폭시계 보조안정제는 에폭시화된 소이빈 오일(Epoxidized soybean oil)일 수 있다.
상기 방담제는 글리콜계 방담제일 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 컴파운드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 환경호르몬을 방출하지 않는 랩 필름을 제공하기 위하여, 환경호르몬을 방출하는 주요 성분으로 추정되는 프탈레이트계 가소제 가 아닌 비프탈레이트 가소제를 이용하고자 하는데, 아세틸 트리부틸 사이트레이트(acetyl tributyl citrate, ATBC), 페놀과 크레설의 알킬 설폰산(alkyl sulfonic acid of phenol and cresol, 메사몰), 디이소노닐 아디페이트(diisononyl adipate, DINA), 모노 글리세린(Mono Glycerine) 등의 비프탈레이트계 가소제를 이용한 랩 필름의 경우 환경호르몬을 발생시키지는 않으나, 랩 필름으로서 보유해야 할 점착성, 신율 등의 물성이 불량하여 제품으로 생산하기 곤란함으로, 환경호르몬을 유발하지 않는 친환경가소제를 포함하면서, 식품포장용 랩 필름으로서 적합한 물성을 지니는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물을 제공함에 특징이 있다.
즉, 본 발명에 따른 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물은 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물에 있어서, 친환경가소제로서 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제를 포함하여 이루어진다.
바람직한 본 발명의 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 친환경가소제 21 내지 50중량부, 안정제 1 내지 2.5중량부, 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어진다.
더욱 바람직한 본 발명의 환경친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 친환경가소제 21 내지 50중량부, Ca-Zn계 안정제 1 내지 2.5중량부, 에폭시계 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서는 가소제로서 환경호르몬을 유발하지 않으면서 최종적인 폴리염화비닐 수지가 랩 필름으로 충분히 적합한 물성을 지니도록 하는 친환경가소제로서 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제를 채택하는데, 상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제가 하기 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물을 2종 이상 포함하여 이루어지는 가소제인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
R1OCO-(CH2)2-O-(CH2)2-OCOR2   
상기 화학식 1에서, R1, R2 는 각각 페닐기(phenyl group) 또는 탄소수가 3 내지 12 개의 탄소수를 가지는 알킬기(alkyl group)이다.
상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제로서 더욱 바람직하게는 R1 및 R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; R1이 페닐기이고, R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; 및 R1 및 R2가 페닐기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물;을 포함하여 이루어지는 가소제이다.
또한, 상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제로서 가장 바람직한 예는 2-에틸헥사노익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[2-ethylhexanoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 10 내지 60중량%, 벤조익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy} ethyl ester] 30 내지 60중량%, 및 벤조익에시드 2-{2-(벤조일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(benzoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 5 내지 40중량%을 포함하여 이루어지는 가소제이다.
본 발명에서 상기와 같은 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 21 내지 50중량부 인 것이 바람직하다. 21중량부 미만에서는 가소제의 효과를 발휘하지 못하고, 50중량부를 초과하는 경우에는 첨가한 가소제가 수지로 완전히 흡수되지 못할 뿐만 아니라, 가공시 매우 낮은 경도로 필름이 처지거나 롤(Roll) 표면에 가소제가 점착되는 문제점이 발생하고, 설령 가공이 되었다 하더라도 가소제가 밖으로 이행되어 제품으로의 적용이 어렵다.
본 발명에서는 유해 중금속을 방출하지 않는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지를 제공하기 위하여, 안정제로서 Ca-Zn계 안정제를 선택하는데, Ca-Zn 유기복합안정제가 바람직하며, Ca-Zn 유기복합안정제의 예로는 한국대협의 LTX-630P을 들 수 있다.
상기 Ca-Zn계 안정제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 1.0 내지 2.5중량부인 것이 바람직하다. 1.0중량부 미만에서는 열안정성이 열악하여 랩 필름 가공시 폴리염화비닐의 탄화를 발생시키고 랩 필름의 색상을 노랗게 변화시켜 최종적인 제품의 품질을 저하시킨다. 2.5중량부를 초과하는 경우에는 냄새가 심하여 제품으로 생산하기 곤란하며, 시간이 흐름에 따라 투명도가 저하되어 뿌옇게 되는 등의 장기안정성이 불량하다.
본 발명에서는 상술한 친환경가소제와 Ca-Zn계 안정제의 첨가가 폴리염화비닐 수지의 내열성을 약화시킬 수 있는 점을 보완하기 위하여 보조안정제로서 에폭시계 보조안정제를 선택하는데, 에폭시화된 소이빈 오일(epoxidized soybean oil)이 바람직하다. 상기와 같은 에폭시계 안정제는 구조내에 옥시란(oxirane)기를 가지고 있으며, 이러한 구조가 폴리염화비닐 수지 내 체인(chain)의 열화(Zipper)을 방지한다.
상기 에폭시계 보조안정제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 6.0 내지 19.0중량부인 것이 바람직하다. 6.0중량부 미만에서는 내열성의 개선효과가 크지 않으며, 20중량부를 초과하는 경우에는 냄새가 매우 심하여 제품으로 생산하기 곤란하며, 시간이 흐름에 따라 투명도가 저하되어 뿌옇게 되는 등의 장기안정성이 불량하다.
일반적으로 식품을 포장하는 랩 필름에 있어서, 방담제를 사용하지 않는 경우 랩 필름의 표면에 뭉쳐 있는 물방울로 인하여 포장된 내용물의 육안 관찰을 어렵게 할 뿐만 아니라 랩 필름으로 포장된 식품의 신선도를 빨리 감소시킨다. 따라서, 본 발명에서는 랩 필름 표면의 표면장력을 감소시켜 물방울이 뭉치는 것을 방지하는 기능을 갖는 방담제를 채택하는데, 글리콜계 방담제가 바람직하며, 글리콜계 방담제의 예로는 일본 린켄 비타민(RIKEN VITAMIN)의 KA-901을 들 수 있다.
상기 방담제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 1.1 내지 2.9중량부인 것이 바람직하다. 1.1중량부 미만에서는 방담의 개선효과가 미비하며, 2.9중량부를 초과하는 경우에는 방담의 개선효과는 월등하나, 점착성 및 투명도가 저하되고, 특히 장기 안정성이 현저히 저하된다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 컴파운드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름을 제공한다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 친환경 폴리염화비닐 수지 조성물에 대한 물성평가는 하기와 같은 방법들에 의하여 시행되었다.
* 인장강도 및 신율: ASTM D412방법에 근거하여, 테스트 기기인 U.T.M을 이용하여 크로스헤드스피드(cross head speed)를 200㎜/min으로 당긴 후, 시편이 절단되는 지점을 측정하였고, 인장강도 및 신율을 하기 수학식 1 및 2에 의하여 계산하였다.
[수학식 1]
인장 강도(kgf/㎟)=로드(load)값(kgf)/{두께(㎜)×폭(㎜)}
[수학식 2]
신율(%)={익스텐션(extension)/초기길이}×100
* 경도: ASTM D2240방법에 근거하여, 경도시험기(A Type)의 침을 시편의 한 곳에 완전히 내려 5초 후의 경도 값을 읽었으며, 각각의 시편에 대해 5곳을 시험한 후 그 평균값을 계산하였다.
* 투명도: 2가지 방법으로 평가하였다. 첫번째로, Haze Meter를 이용하여 Haze값을 측정하였으며, 두 번째로, 랩 필름(wrap film)을 육안으로 관찰하여, 표준 가소제인 디-2-에틸헥실아디페이트(di- 2-ethylhexyladipate, DEHA)에 비하여 투명 정도가 양호한 경우 5점을 부여하였고, 비슷한 경우 3점을 부여하였으며, 열
악한 경우 1점을 부여하였다.
* 점착성: 손으로 직접 접촉하여, DEHA에 비하여 점착의 정도가 양호한 경우 5점을 부여하였고, 비슷한 경우 3점을 부여하였으며, 열악한 경우 1점을 부여하였다.
* 환경호르몬 검출 유무: ASTM D3412-75 방법에 근거하여, 세계야생보호기금(WWF)에서 정하고 있는 환경호르몬 물질 67종에 대하여 GC-MASS를 통한 정량 분석으로 환경호르몬 검출 유무를 확인하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 4: 가소제의 종류에 따른 폴리염화비닐 랩 필름(wrap film)의 제조
[실시예 1]
중합도가 1,000인 폴리염화비닐 수지(㈜엘지화학, 제품명: LS100) 100kg, 디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제((주)엘지화학, 제품명: LG flex EBNW, 이하, 'DEGE'라 한다) 36kg, Ca-Zn 유기복합안정제(한국대협, 제품명: LTX-630P) 1kg, 에폭시화된 소이빈 오일 (epoxidized Soybean Oil, ESO, 동방유량) 12kg 및 방담제(일본, RIKEN VITAMIN, 제품명: KA-901) 2kg을 배합기에 투여한 후, 120℃까지 승온하면서 15분 동안 교반하여 배합하였는데, 가소제와 액상 안정제가 폴리염화비닐 수지 내에 완전히 흡수되도록 하였다.
교반이 완료된 배합물이 이미 193±2℃의 온도로 유지된 압출기 및 T-Die를 통과하도록 하여 12㎛ 두께의 랩 필름을 제조하였다.
제조된 랩 필름에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
한편, 상기 디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제는 엘지화학에서 곧 시판될 예정인 제품을 사용하였으며, 하기와 같은 방법에 의하여 제조될 수 있다.
교반기와 응축기가 부착된 4구 2l 둥근 플라스크에 디에틸렌글리콜 3mol, 2-에틸헥사노익에시드 5.4mol, 벤조익에시드 2.4mol, 비말동반 물질인 크실렌 60g 및 촉매인 테트라이소프로필티타네이트 2g을 투입한 후, 220℃까지 승온하여 10시간 동안 에스테르화 반응을 수행하였다.
에스테르화 반응 후, 미반응된 산은 220℃에서 진공 펌프로 2㎜Hg 까지 감압하여 제거하고, 제거되지 못한 산은10중량%의 수산화나트륨으로 중화한 후 수세 및 탈수 과정을 진행하였다. 수세, 탈수 과정 후 흡착제를 첨가하고 여과하여 디에틸렌글리콜 에스테르 조성물을 제조하였는데, 제조된 디에틸렌글리콜 에스테르 조성물의 구성비는 2-에틸헥사노익에시드 2-{2-(2에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르 42중량%, 벤조익에시드 2-{2-(2에틸헥사노일옥시)-에톡시} 에틸 에스테르 45중량%, 벤조익에시드 2-{2-(벤조일옥시)-에톡시} 에틸 에스테르 12중량%, 기타 미반응 물질 1중량%였으며, 상기 성분 및 함량은 기체 크로마토그래피 질량 분석기(Gas Chromatography Mass Spectrometer, GC-MS)로 확인하였다.
[비교예 1]
가소제로 디-2-에틸헥실아디페이트(di-2-ethylhexyladipate, DEHA, (주)엘지화학, 제품명: DOA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
가소제로 아세틸 트리 부틸 사이트레이트(acetyl tributyl citrate, ATBC, 미국 Morflex사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
가소제로 페놀과 크레졸의 알킬 설폰산(alkyl sulfonic acid of phenol and cresol, 메사몰, 독일 Buyer사)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 4]
가소제로 디이소노닐 아디페이트(diisononyl adipate, DINA, ㈜엘지화학)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 5]
가소제로 모노 글리세린(mono glycerine, 일본 RIKEN사, 제품명: PL-012)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 폴리염화비닐 랩 필름은, 폴리염화비닐 수지 랩 필름에 가장 널리 사용되는 아디프트계 가소제인 DEHA를 첨가하여 제조한 비교예 1 및 기타 비교예들의 폴리염화비닐 랩 필름에 비하여, 랩 필름에 필수적으로 요구되는 물성들인 인장강도, 신율, 점착성이 우수하였고, 경도, 투명도가 유사하며, 세계야생보호기금(WWF)에서 규정하는 환경호르몬 물질 67종이 전혀 검출되지 않았다.
이에 비하여, 가소제로 ATBC를 첨가하여 제조한 비교예 2의 폴리염화비닐 랩 필름은 비교예 1과 유사한 신율과 투명도를 나타내었으나, 열악한 점착성을 보였고, 가공 시에 발생하거나 최종제품에서 발생하는 초산 냄새로 인하여 불쾌감을 주었다.
그리고, 가소제로 메사몰 및 DINA을 첨가하여 제조한 비교예 3 및 4의 폴리염화비닐 랩 필름은 전체적으로 열악한 물성을 나타냄을 알 수 있다.
또한, 가소제로 PL-012를 첨가하여 제조한 비교예 5의 폴리염화비닐 랩 필름은 열악한 신율과 투명도를 보였다.
랩 필름의 품질을 결정하는 중요한 물성인 신율, 투명도 및 점착성 중에서 한가지라도 DEHA 가소제를 첨가하여 제조한 비교예 1의 폴리염화비닐 랩 필름에 대비하여 열악한 경우, 제품으로 생산하기 어렵다.
실시예 2 및 비교예 6 내지 9: 가소제의 함량에 따른 폴리염화비닐 랩 필름의 제조
[실시예 2]
디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제 50kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 6]
디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제 5kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 7]
디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제 20kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 8]
디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제 60kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 9]
디에틸렌 글리콜계 에스테르 혼합물 가소제 100kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 21 내지 50중량부 범위의 함량으로 친환경가소제를 첨가한 실시예 1 및 2의 폴리염화비닐 랩 필름은, 21중량부 미만의 함량으로 친환경가소제를 첨가하여 제조한 비교예 6, 7 과, 50중량부 초과의 함량으로 친환경가소제를 첨가하여 제조한 비교예 8, 9의 폴리염화비닐 랩 필름에 비하여, 우수한 인장강도, 신율, 투명도를 나타내었고, 식품용 랩 필름으로 충분한 경도, 점착성을 가지며, 배합 및 가공이 원활하게 이루어졌다.
이에 비하여, 친환경가소제를 각각 5중량부, 20중량부로 첨가하여 제조한 비교예 6, 7의 폴리염화비닐 랩 필름은 원할한 작업으로 제조되었으나, 지나치게 높은 경도 및 낮은 신율, 점착성을 나타내어 랩 필름으로 부적합하다.
그리고, 친환경가소제를 각각 60중량부, 100중량부로 첨가하여 제조한 비교예 8, 9의 폴리염화비닐 랩 필름은 가소제가 수지로 완전히 흡수되지 못하였고, 지나치게 낮은 경도로 인하여 배합시 어려움이 있었고, 가공이 되었다 하더라도 가소제가 밖으로 너무 빨리 이행되었으며, 투명도도 낮았다.
따라서, 본 발명에서 친환경가소제는 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 21 내지 50중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
비교예 10 내지 13: 안정제의 함량에 따른 폴리염화비닐 랩 필름의 제조
[비교예 10]
Ca-Zn 유기복합안정제 0.1kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[비교예 11]
Ca-Zn 유기복합안정제 0.5kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[비교예 12]
Ca-Zn 유기복합안정제 3.0kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[비교예 13]
Ca-Zn 유기복합안정제 5.0kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 1.0 내지 2.5중량부 범위의 함량으로 안정제를 첨가한 실시예 1의 폴리염화비닐 랩 필름은, 1.0중량부 미만의 함량으로 안정제를 첨가하여 제조한 비교예 10, 11과, 2.5중량부 초과의 함량으로 안정제를 첨가하여 제조한 비교예 12, 13의 폴리염화비닐 랩 필름에 비하여, 인장강도, 투명도, 점착성이 우수하였고, 식품용 랩 필름으로 충분한 신율, 경도를 가지며, 배합 및 가공이 원활하게 이루어졌다.
이에 비하여, 안정제를 각각 0.1중량부, 0.5중량부로 첨가하여 제조한 비교예 10, 11의 폴리염화비닐 랩 필름은 배합은 가능하였으나, 랩 필름의 제조 및 생산 시에 몇 가지 문제점을 발생시켰다. 즉, 제조시의 부족한 열안정성으로 발생한 필름의 탄화로 인하여 표면에 검은 점들이 나타났고, 생산시에도 부족한 열안정성으로 압출기 및 T-Die의 온도를 충분히 올릴 수 가 없어 만족할 만한 투명도를 얻을 수 없었으며, 온도를 충분히 올릴 경우에도 열화로 인한 검붉은색을 나타내어 랩 필름의 외관이 불량하였다.
그리고, 안정제를 3.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 12의 폴리염화비닐 랩 필름은 배합 및 가공이 원활이 수행되었으나, 제조된 랩 필름의 투명도가 열악하였으며, 특히 1개월 정도의 장기간 보관시 투명도가 급격히 저하되어 제품으로의 적용이 어려웠다.
또한, 안정제를 5.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 13의 폴리염화비닐 랩 필름 역시, 배합 및 가공은 원활이 수행되었으나, 제조된 랩 필름의 투명도 및 점착성이 매우 열악하였으며, 특히, 투명도의 경우 랩 필름 제조시부터 매우 열악하여 제품으로의 적용이 어려웠다.
따라서, 본 발명에서 안정제는 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 1.0 내지 2.5중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
실시예 3 및 비교예 14 내지 16: 보조안정제의 함량에 따른 폴리염화비닐 랩 필름의 제조
[실시예 3]
에폭시계 보조 안정제 10kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
[비교예 14]
에폭시계 보조 안정제 1kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
[비교예 15]
에폭시계 보조 안정제 5kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
[비교예 16]
에폭시계 보조 안정제 20kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 6.0 내지 19.0중량부 범위의 함량으로 보조안정제를 첨가한 실시예 1 및 3의 폴리염화비닐 랩 필름은, 6.0중량부 미만의 함량으로 보조안정제를 첨가하여 제조한 비교예 14, 15와, 19.0중량부 초과의 함량으로 안정제를 첨가하여 제조한 비교예 16의 폴리염화비닐 랩 필름에 비하여, 신율, 점착성이 우수하였고, 식품용 랩 필름으로 충분한 인장강도, 경도, 투명도를 가지며, 배합 및 가공이 원활하게 이루어졌다.
이에 비하여, 보조안정제를 각각 1.0중량부, 5.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 14, 15의 폴리염화비닐 랩 필름은 원활한 배합 및 가공이 이루어졌으나, 제조된 랩 필름의 신율 및 점착성이 매우 열악하여 제품으로의 적용이 어려웠다.
그리고, 보조안정제를 20.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 16의 폴리염화비닐 랩 필름은 원활한 배합이 이루어졌으나, 가공시에 보조안정제인 ESO의 강한 점착으로 인하여 롤(Roll) 표면에 붙은 보조안정제의 제거(Take-off)가 어려웠고, 투명도가 열악하였으며, 특히 식품용 랩 필름으로 사용하기에는 ESO의 냄새가 너무 심하여 제품으로의 적용이 어려웠다.
따라서, 본 발명에서 보조안정제는 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 6.0 내지 19.0중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
비교예 17 내지 19: 방담제의 함량에 따른 폴리염화비닐 랩 필름의 제조
[비교예 17]
방담제 0.1kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
[비교예 18]
방담제 1.0kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
[비교예 19]
방담제 3.0kg을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 1.1 내지 2.9중량부 범위의 함량으로 방담제를 첨가한 실시예 1 의 폴리염화비닐 랩 필름은, 1.1중량부 미만의 함량으로 방담제를 첨가하여 제조한 비교예 17, 18과, 2.9중량부 초과의 함량으로 방담제를 첨가하여 제조한 비교예 19의 폴리염화비닐 랩 필름에 비하여, 인장강도, 투명도, 점착성이 우수하였고, 식품용 랩 필름으로 충분한 신율, 경도를 가지며, 배합 및 가공이 원활하게 이루어졌다.
이에 비하여, 방담제를 각각 0.1중량부, 1.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 17, 18의 폴리염화비닐 랩 필름은 방담효과가 미비하여 제품으로의 적용이 어려웠다.
그리고, 방담제를 3.0중량부로 첨가하여 제조한 비교예 19의 폴리염화비닐 랩 필름은 제조 시부터 투명도가 열악하였으며, 1개월 정도의 시간이 경과 한 후에는 투명도가 급격히 저하되었으며, 특히, 습도 및 외기 환경에 의한 투명도가 현저하게 저하되어 제품으로의 적용이 어려웠다.
따라서, 본 발명에서 방담제는 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 1.1 내지 2.9중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 랩 필름용 폴리염화비닐 수지는 환경호르몬을 유발하지 않는 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제를 포함하여 식품용 랩 필름에 요구되는 물성인 인장강도, 신율, 경도, 투명도 및 점착성이 우수할 뿐만 아니라, 환경호르몬이 전혀 검출되지 않는 환경 친화적 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물을 제공하여 국민 건강을 증진시키는 효과가 있는 유용한 발명이다.
상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

Claims (11)

  1. 폴리염화비닐 수지, 안정제, 보조안정제 및 방담제로 이루어진 랩 필름(wrap film)용 폴리염화비닐 수지 조성물에 있어서, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물이 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제 21 내지 50중량부, 안정제 1 내지 2.5중량부, 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물이 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제 21 내지 50중량부, Ca-Zn계 안정제 1 내지 2.5중량부, 에폭시계 보조안정제 6 내지 19중량부, 및 방담제 1.1 내지 2.9중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제가 하기 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르(diethyleneglycol ester) 화합물을 2종 이상 포함하여 이루어지는 가소제임을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물:
    [화학식 1]
    R1OCO-(CH2)2-O-(CH2)2-OCOR2   
    상기 화학식 1에서, R1, R2 는 각각 페닐기(phenyl group) 또는 탄소수가 3 내지 12 개의 탄소수를 가지는 알킬기(alkyl group)이다.
  5. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제가 R1 및 R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; R1이 페닐기이고, R2가 3 내지 12개의 탄소수를 가지는 알킬기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물; 및 R1 및 R2가 페닐기인 화학식 1의 디에틸렌글리콜 에스테르 화합물;을 포함하여 이루어지는 가소제임을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 디에틸렌글리콜 에스테르계 가소제가 2-에틸헥사노익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[2-ethylhexanoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 10 내지 60중량%, 벤조익에시드 2-{2-(2-에틸헥사노일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(2-ethylhexanoyloxy)-ethoxy} ethyl ester] 30 내지 60중량%, 및 벤조익에시드 2-{2-(벤조일옥시)-에톡시}-에틸 에스테르[benzoic acid 2-{2-(benzoyloxy)-ethoxy}-ethyl ester] 5 내지 40중량%을 포함하여 이루어지는 가소제임을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 Ca-Zn계 안정제가 Ca-Zn 유기복합안정제임을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 에폭시계 보조안정제가 에폭시화된 소이빈 오일(Epoxidized soybean oil)임을 특징으로 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 방담제가 글리콜계 방담제임을 특징으로 하는 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어는 한 항에 의한 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름용 폴리염화비닐 수지 컴파운드.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 폴리염화비닐 수지 조성물을 이용하여 제조된 랩 필름.
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