KR20110130752A - 고흑도 고광택용 폴리카보네이트용 마스터뱃치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대표적인 열가소성 엔지니어링 플라스틱인 폴리카보네이트와 카본블랙의 조성물과 그 제조 방법에 관한 것으로, 폴리카보네이트 수지에 카본블랙 10~30중량% 첨가 하여 220~250℃에서 동방향 이축압출기를 이용하여 압출가공 하고, 압출기의 스크류 조합에 따른 분산 및 확산이 매우 용이한 폴리카보네이트용 카본블랙 마스터뱃치의 조성물과 그 제조 방법을 이용하여, 고흑도 고광택의 폴리카보네이트 화합물을 제조하는 것이다.

Description

고흑도 고광택용 폴리카보네이트용 마스터뱃치의 제조방법 { METHOD FOR PREPARATION OF HIGH CONCENTRATION AND HIGH GLOSS CARRON BLACK MASTER BATCH FOR POLYCARBONATE }

본 발명은 카본블랙 및 카본나노튜브를 이용한 폴리카보네이트의 용융압출을 통한 착색공정으로서, 보다 상세하게는 입자의 분산 및 확산이 용이하고, 물성의 저하현상 없이 고흑도, 고광택성을 동시에 구현이 가능한 마스타벳치의 조성물에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지는 대표적인 엔지니어링 플라스틱으로서, 고급 전자재품 및 자동차 내외장재, 각종 산업용품등에 적용되는 고급플라스틱 으로 널리 사용되고 있다.

본 발명은 고흑도 고광택의 폴리카보네이트 마스터벳지를 제조함에 있어서, 분산 및 확산이 용이하고 미분산물의 발생으로 제품 제조시에 불량발생을 방지함과 고급스러운 고흑도 고광택의 폴리카보네이트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 상기 조성물로 제조된 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재도부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 구현예는 (A)폴리카보네이트 수지 70 내지 90 중량부 : (B)입자의 크기가 10 내지 50 나노미터인 카본블랙을 포함하고, 폴리카보네이트 수지의 가수분해방지를 위한 이미드계열의 가수분해 방지제가 폴리카보네이트 수지 및 카본블랙 혼합 100중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부인 카본블랙 마스타뱃치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 구현예는 또한 상기 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공하는 것이다.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 폴리카보네이트용 카본블랙 조성물은 고흑도, 고광택을 나타내므로 인해서 최종 사출용 제품의 고급스러움을 강조할 수 있으며, 기존의 사출품에 후처리를 통한 도장공정 없이 각종 전자제품 등의 외장재 제조에 이용될 경우 우수한 표면 및 물성을 제공할 수 있다.

제1도는 폴리카보네이트용 카본블랙 마스타뱃치의 첨가량에 따를 색차계의
수치를 표현한 것이다.

본 발명은 고흑도 고광택 폴리카보네트용 카본블랙 마스타뱃치의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 카본블랙 마스타뱃치 보다 분산성이 우수하고 이것을 사용하여 폴리카보네이트와 혼합하여 압출가공 할때 작업성이 우수한 특성을 갖는 카본블랙 마스터 뱃치의 제조방법에 관한 것이다.

폴리카보네이트용 카본블랙 마스타뱃치의 제조방법으로는 플라스틱 펠렛과 10 내지 30중량%의 카본블랙을 컴파운딩하여 착색된 펠렛을 제조한 다음, 이 펠렛을 직접 사출이나 압출을 통해 착색된 플라스틱 제품을 제조하는 방법이 있다.

예를들면 일본 특공소 제43-13475호에서와 같이 폴리에스테르 섬유의 중합공정중에서 카본블랙등의 안료를 직접 에틸렌글리콜에 분산시켜 첨가하는 방법이 공지되어 있으나, 카본블랙 안료의 분산성이 매우 취약하고, 반응시 카본블랙의 재응집이 발생하여 방사공정이 어렵고 카본블랙을 제외한 백색의 원료를 제조함에 있어서 청소작업에 매우 큰 비용과 시간이 소비되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 중점도의 폴리카보네이트를 사용하여 동방향 이축압출기를 이용하여 작업성이 우수하고, 우수한 분산성을 지니므로 고흑도를 나타낼수 있는 카본블랙 마스터뱃치를 제공하는데 있다.

본 발명에서는 동방향 이축 용융압출기의 니딩블럭(Kneading Blook)수를 늘려 혼련효과를 증대시켰고 초기 전단련을 크게함으로서 폴리카보네이트 수지의 용융시간을 최대한 단축시킬수 있으며, 용융된 후 카본블랙이 마찰에너지로 분산 및 확산이 용이하게 하였다. 이때 압출기 스크류의 회전속도는 200 내지 500RPM으로 하였다.

폴리카보네이트 수지는 용융점도 10 내지 20 g/10min의 중점도 폴리카보네이트를 사용하였다. 용융점도가 10 g/10min 미만일 경우, 압출기에서의 분산 및 확산성은 우수하나 낮은 용융점도로 인하여 생산량의 감소와 메인모터의 과부하 발생으로 압출기 사용수명을 단축시킬수 있으며, 20 g/10min이상의 경우, 폴리카보네이트 수지와 카본블랙간의 전단력 등의 마찰에너지가 약해지므로 분산 및 확산을 저해하는 현상이 발생 한다.

또한, 카본블랙은 폴리카보네이트 수지에 대하여 10 내지 30중량%를 사용한다. 만일 사용량이 30중량%를 초과 하면 폴리카보네이트 수지에 카본블랙의 분산성이 떨어지며 가공시 스트랜드(STRAND)의 절단이 발생하여 작업성이 불량하게 된다.

또한, 카본블랙 사용량이 10중량% 미만이면, 마스터뱃치 제조시에 전단력 발생이 현저히 줄어들어 분산 및 확산에 방해가 된다.

폴리카보네이트용 카본블랙 마스터뱃치를 제조할 때 카본블랙 입경크기는 10내지 50nm의 평균입경을 갖으며 퍼니스블랙(FURNACE BLACK)이 우수하다.

카본블랙 평균입자 크기가 10nm 미만이면 분산성이 어렵고, 50nm를 초과하면 고흑색도를 얻기 어렵다.

폴리카보네이트 (Poly Carbonate)
열가소성 플라스틱 폴리머의 특정그룹이다. 사출성형이 우수하며, 엔지니어링플라스틱 산업에서 널리 사용된다.
카본블랙 (Carbon Black)
흑색의 미세한 탄소분말로서 탄소입자의 크기는 1 내지 500nm 이며 흑연과 비슷하다. 공업적으로는 천연가스, 타르, 중유등을 불완전 연소시켜 생긴 그을음을 모아서 제조한 것으로, 고무나 플라스틱의 검정안료로 주로 사용되어 진다.
입자가 작을수록 고흑색도를 나타내어지나, 분산 및 확산이 매우 어렵다.

Claims (2)

1. 폴리카보네이트 수지와 카본블랙을 사용하여 카본블랙 마스터 뱃치를 제조함에 있어서, 폴리카보네이트 수지에 입자크기가 10~50nm인 카본블랙 10~30중량%를 혼합함을 특징으로 하는 고농축 카본블랙 마스터벳치의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 용융점도가 10~20 g/10min 임을 특징으로 하는 고농축 카본블랙 마스터뱃치의 제조방법.
   
   

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