KR20060120548A

KR20060120548A - 배리어성이 우수한 엠엑스디6 나노 수지 블렌드 조성물제조 방법

Info

Publication number: KR20060120548A
Application number: KR1020060108886A
Authority: KR
Inventors: 서영운; 신우식
Original assignee: 서영운; 신우식
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2006-11-27

Abstract

본 발명은 유기화 처리된 무기물 층상점토화합물와 결정성 폴리아미드 수지인 MXD-6(meta-xylylene diamine)를 블렌드 혼합함으로써 가스차단성이 우수한 MXD-6 나노 수지 조성물을 얻을 수 있게 되었다.

MXD-6, 몬트릴로나이트, 층상점토화합물, 나노, 가스차단성, 산소차단성

Description

배리어성이 우수한 엠엑스디6 나노 수지 블렌드 조성물 제조 방법 {Composition manufacturing method of MXD-6 composed with nano clay for high barrier resin}

본 발명은 산소 차단성이 우수한 나노 수지 조성물에 관한 것으로 층상점토화합물이 균일하게 분산되어져 있는 유기화 처리된 몬트릴로나이트와 MXD-6수지를 블렌드 가공하여 제조된 마스터배치(Master Batch)에 관한 것으로 기존의 식품 포장용 수지에 단독 또는 혼합하여 기존의 제품보다 기체차단성이 우수한 필름, 용기, 또는 시트를 제조할 수 있는 나노 복합체에 관한 것이다.

식품 포장용 수지에는 폴리염화비닐류, 폴리스티렌류, 폴리올레핀류 등이 사용 되어 졌으나 이들은 산소차단성이 부족하다. 폴리아미드류 수지는 이들 보다 산소차단성은 더 높고 우수하나 습도가 높을 경우 가스차단성이 낮아진다. 최근에는 결정성 폴리아미드 수지인 MXD-6로 만들어진 제품이 사용되고 있으나 가격은 높고 산소차단성이 부족하여 상업화에 한계가 있다. 또한 나일론6와 나노 점토 혼합물을 개발 하기도 하였으나 가스배리어성은 향상 되어 졌지만 무기물의 첨가로 연신 응력이 증가되어 연신이 어려워 진다.

선행 특허로는 폴리올레핀과 EVOH, 상용화제, 접착부여제로 이루어진 산소차단성수지조성물 및 이로부터 제조된 산소차단성 성형품에 대한 특허(한국 등록 특허 10-326587-0000), 몬모릴로나이트를 포함한 폴리아미드 수지의 조성물에 관한 것으로써 MXD-6나일론을 구성하는 m-크실렌디아민, 아디프산의 단량 혼합물이 100~70 중량% 원료물질에 폴리아미드 0.1%~30중량%를 차지하는 폴리아미드 중합물100중량부에 몬모릴로나이트 0.5~10중량부를 첨가후 공중합된 것을 특징으로 하는 특허(한국 등록 특허 10-0496381-0000), 열가소성 수지 원료에 나노입자 충진제로써 지르코늄 또는 티타늄 포스페이트의 함유로 인한 배리어성 수지 조성물에 관한 특허(한국 공개 특허 10-2004-0096591) 등이 있다.

상기의 여러 선행 방법들은 일부 차단성이 낮거나, 환경 규제에 따른 사용제약 문제가 있으며, MXD-6 나노 공중합체 제조시 복잡한 제조공정 및 제조 원가가 높은 단점이 있다.

본 발명은 상기의 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 폴리아미드계 MXD-6에 나노 클레이 분산 컴파운드 기법으로 제조, 기존의 기체차단성보다 우수한 클레이 분산 나노 MXD-6의 제조방법을 착안하여 나노클레이의 구성 최소단위인 실리케이트 판상구조까지 박리가 이루어지도록 하는 방법을 제공하고자 한다. 동시에 단층, 다층 중공성형, 필름, 용기 가공에 사용할 수 있는 나노복합체 블렌드 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 폴리아미드계 MXD-6나일론 100%중량부와 몬모릴로나이트 0.5~10%중량부로 구성되며, 유기화된 몬모릴로나이트 층간에 쉽게 삽입되도록 기계적 가공 조건과 물리적 조건을 구성한 분산 컴파운드 상용 제조법으로써 기존의 성질보다 분산성이 우수하고 기체차단성이 뛰어난 수지 조성물을 얻고자 하는 것이다.

본 발명에서 MXD-6 폴리아미드 나노 조성물를 제조하는 공정은 하기와 같다. 하기에서 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하지만, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것으로 본 발명이 실시예로 제한되는 것은 아니다.

(실시예 1)

200L 제습건조기에 MXD-6나일론(Mitsubishi Gas Chemical사 MXD-6)을 100 중량%를 80℃에서 8시간 건조 후 건조된 MXD-6 나일론과 몬모릴로나이트 Cloisite 30B (Southern Clay Products사 Cloisite 30B, 90meq/100g) 2 중량%를 배치식 비유동성믹서(Henschel Mixer, Batch Non-fluxing Mixer)에 30분간 혼합 후, 역방향 회전 접선스크류 방식 이축압출기 (진산P&R, Counter Rotating Tangential Twin-Screw Extruder, Φ48)의 주호퍼에 투입하고, MXD-6/층상점토화합물 나노 블랜드물을 펠릿 형태로 제조하고, 제조물을 열풍건조기(진산 P&R, Spiral Dryer)에 130℃, 2시간 건조하였다. 이때 압출온도는 260℃이고, 토출조건은 70㎏/hr이며, 스크류 속도는 300RPM 였다. 제조한 MXD-6 나노 블렌드물을 필름 압출성형기(자체제작, L/D=20)에서 270℃의 가공온도로 50 micron 두께의 필름을 제조하였다.

(실시예 2)

실시예 1에서 몬모릴로나이트 Cloisite 30B 대신에 Cloisite 93A (Southern Clay Products사 Cloisite 93A, 90 MER)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 가공하여 50 micron 두께의 필름을 제조하였다.

(실시예 3)

실시예 1에서 몬모릴로나이트 Cloisite 30B 대신에 Cloisite 10A (Southern Clay Products사 Cloisite 10A, 125meq/100g)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 가공하여 50 micron 두께의 필름을 제조하였다.

(실시예 4)

실시예 1에서 몬모릴로나이트 Cloisite 30B 대신에 Cloisite 15A (Southern Clay Products사 Cloisite 15A, 125meq/100g)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 가공하여 50 micron 두께의 필름을 제조하였다.

(비교예 1)

실시예 1에서 첨가한 몬모릴로나이트을 제거하고 MXD-6 100중량% 만으로 실시예 1과 동일한 방법으로 가공하여 50 micron 두께의 필름을 제조하였다.

실시예 1~4와 비교예 1 에서 제조된 50 micron 두께의 필름을 산소투과도를 측정하여 그 결과를 <표 1>에 나타내였다.

산소투과도 측정 - 산소투과도 측정기(MOCON사 OX-TRAN 2/20)를 사용하였으며, 측정조건은 23℃, 760㎜Hg로 측정하였다.

<표 1>

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1
폴리아미드수지 (중량부)	MXD-6 (100)	MXD-6 (100)	MXD-6 (100)	MXD-6 (100)	MXD-6 (100)
몬모릴로나이트 (중량부)	Cloisite 30B (2)	Cloisite 93A (2)	Cloisite 10A (2)	Cloisite 15A (2)
산소투과도 60%Rh (cc.㎜/㎡.day.atm)	0.016	0.022	0.029	0.032	0.094
산소투과도 80%Rh (cc.㎜/㎡.day.atm)	0.032	0.036	0.049	0.055	0.173

본 발명에 의해 제조된 산소차단성 수지 조성물의 장점은 제조 공정이 단순, 경제적이다. 습한 조건에서도 우수한 가스차단성이 보이며 다른 수지와 조합을 하여 다른 수지의 가스차단성을 개선시키며, 내화학성이나 환경적으로 무해한 특성을 가진다.

Claims

폴리아미드계 MXD-6나일론 100%중량부와 층상 점토 화합물 몬모릴로나이트 0.5~10%중량부로 첨가된 MXD-6 나노복합체 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 층상점토화합물 몬모릴로나이트의 Southern Clay Products사 Cloisite 30B, 93A, 10A, 15A으로부터 1종 이상인 것을 특징으로 하는 차단성 나노 복합체 조성물.
제1항 내지 제2항중 어느 한항에 따른 조성물을 1)나일론6 2)폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 3)폴리프로필렌 4)폴리스티렌 5)폴리비닐알콜(PVA) 혼합한 블렌드 조성물.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 따른 조성물을 성형하여 제조된 차단성 물품.
제4항에 있어서, 상기 물품이 용기, 필름, 파이프, 또는 시트인 것을 특징으로 하 는 차단성 물품.