KR20160022547A - 기화성 방청필름 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철 및 비철금속류의 부식을 방지하는 기화성 방청필름(VCI FILM) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 기화성 방청필름의 제조방법은 새로운 Blocking제를 혼합하여 제조하여 고농도 방청수지입자를 제조하는 단계 및 고농도 방청수지입자와 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 압출하는 단계를 포함하며, 본 발명의 기화성 방청필름은 필름의 수분투과율이 낮아 습기에 강하고 방청력도 우수하여 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 철 및 비철금속류의 부식을 방지하는 기화성 방청필름(VCI FILM) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중금속 또는 디사이클로헥실 암모늄 나이트라이트(DICHAN)를 포함하지 않아 인체에 무해하고 금속 표면의 금속원자와 기화성 방청필름 속의 방청성분이 공유결합을 형성하여 1 분자 두께의 보호막을 형성시켜 금속이온의 산화반응을 차단시킴과 동시에 포장 내부의 수분 및 산소와 결합하여 방청조건을 형성함으로써 금속제품의 부식을 방지하는 탁월한 방청효과를 보이는 기화성 방청필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
각종 금속 가공 및 금속 소재를 이용한 산업이 발달함에 따라 금속 제품류의 부식에 대한 문제점들이 생산, 운송, 보관시에 계속해서 발생하고 있고 이에 대한 금속 산업의 손실 또한 크게 증가하고 있어 새로운 방청방법이 요구되고 있다.
기존에는 금속의 부식을 방지하기 위해 오일, 구리스, 페인트, 진공포장, 실리카 젤등의 여러 방법이 사용되어 왔으나 각기 사용상의 한계 및 포장대상물의 제한성, 가공성 및 효과면에서 부적합성 때문에 기화성 방청 필름의 중요성이 새롭게부각되고 있다.
한편, 기화성 방청제(VCI)는 기화성을 가진 화합물로, 제품에 가까이 두기만 하여도 나프탈렌처럼 승화하여 단분자 피막이 형성됨으로써 금속의 부식을 방지한다. 따라서, 손이 닿지 않는 미세하고 구석진 곳까지도 침투하여 방청처리가 된다.
또한, 기화성 방청의 원리는 기화성방청제 입자가 승화하여 금속표면의 구석구석까지 이온화 작용을 통하여 방청성 단분자피막을 형성하고 이 단분자 피막은 산소를 화학적으로 차단함으로써 금속이 산소와 결합하여 수산화 제 2철이 되는 발청작용을 막아주는 것이다. 따라서, 장기적인 방청이 가능하며 통상적인 습기환경 및 산화환경, 열대성 환경에서도 우수한 방청력을 발휘한다.
기화성 방청필름은 상기와 같은 기화성 방청제의 원리를 이용하여 기화성 방청수지와 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 압출함으로써 제조되며, 이러한 기화성 방청필름으로 금속제품을 포장할 경우 그리스나 방청유의 도포없이 단 한번의 포장으로 금속제품을 녹과 오염으로부터 동시에 보호할 수 있으며 방청유의 도포가 힘든 제품도 내부까지 기화 가스가 침투하여 일반 방청제로 처리할 수 없는 미세한 틈새까지 방청을 할 수 있다.
기존의 기화성 방청제로 SHELL 석유회사에서 개발한 DICHAN(DICYCLOHEXYL AMMONIUM NITRITE)이 있다.
DICHAN은 소량으로 장기간의 방청효과를 볼 수 있는 장점이 있으나 나이트라이트(Nitrite)와 2가 및 3가 아민이 같이 있어 체내에 암을 유발하거나 기형아 출산의 위험성이 있기 때문에 현재 대부분의 업체는 이를 기피하고 있다.
또한, 기존의 기화성 방청 필름은 가공성, 작업성 등이 용이하여 자동차 산업 및 각종 기계, 전자산업 분야에 폭넓게 사용되어 왔으나 폴리에틸렌 수지가 가지고 있는 물성상의 한계를 벗어나지 못해 습기가 많은 곳에는 부적합하며 다양한 금속제품을 한 종류의 필름으로 포장하지 못하는 제조 기술 상의 한계를 벗어나지 못한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 중금속이나 DICHAN과 같은 인체에 유해한 성분을 포함하지 않으며 새로운 Blocking제가 첨가되어 수분흡수율(MVTR)이 낮으며 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있는 화학 혼합물을 이용한 고농도 방청수지를 제조하여 어떠한 기후 조건에서도 장기간 방청력을 발휘하는 기화성 방청필름을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 새로운 Blocking제를 첨가하여 수분흡수율(MVTR)을 대폭 낮추어 필름의 물성을 높여 방청력을 증가시키고 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있는 기화성 방청필름의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 중금속이나 DICHAN과 같은 인체에 유해한 성분을 포함하지 않으며 새로운 Blocking제가 첨가되어 수분흡수율(MVTR)이 낮으며 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있는 화학 혼합물을 이용한 고농도 방청수지를 제조하여 어떠한 기후 조건에서도 장기간 방청력을 발휘하는 기화성 방청필름을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 새로운 Blocking제를 첨가하여 수분흡수율(MVTR)을 대폭 낮추어 필름의 물성을 높여 방청력을 증가시키고 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있는 기화성 방청필름의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 기화성 방청필름은 필름의 수분투과율이 낮아 습기에 많은 환경하에서도 방청력이 우수하고 철 및 비철금속류에 고루 적용될 수 있고 필름 내부에서 방청제가 서서히 기화하기 때문에 장기간동안 방청효과가 발휘된다. 또한,
DICHAN 또는 중금속과 같은 인체에 유해한 물질을 포함하지 않고 식품이나 의약품에 포함되는 물질을 사용함으로써 오랫동안 인체에 접촉시에도 안전하며 공해가 발생하지 않아 방청 산업 및 금속 산업에 매우 유용한 발명이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환경친화적 기화성 방청필름은 벤조산 나트륨, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate), 무기염, 벤조트리아졸, 하이드록시에틸 셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose) 및 첨가제를 포함한다.
또한, 본 발명의 환경친화적 기화성 방청필름의 제조방법은 a)벤조산 나트륨, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate),무기염, 벤조트리아졸, 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 첨가제를 상온에서 혼합하는 단계; b)상기 혼합물을 분쇄기로 400내지 600Mesh크기의 입자로 분쇄하는 단계; c)상기 분쇄물, 저분자량폴리에틸렌(LDPE, 용융지수 MI:7-8) 및 분산제를 혼합하고 압출하여 고농도 방청수지입자를 제조하는 단계; d)상기 방청수지입자를 LDPE(MI:1-20)과 1:50의 중량비로 혼합하여 압출하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기 a)의 혼합물의 조성은 하이드록시에틸 셀룰로오스 6중량부 에 대하여 벤조산 나트륨 25 내지 35중량부, 벤조트리아졸 25 내지 35중량부, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate) 5 내지 7중량부, 무기염 25 내지 35중량부,
첨가물 2 내지 4중량부이다.
바람직하게는 상기 c)단계에서 분쇄물 25중량부에 대하여 LDPE(MI:7-8)70중량부 및 분산제 5중량부를 혼합하여 185℃에서 압출한다.
바람직하게는 상기 d)단계에서 LDPE의 용융지수는 2-3이며 압출 온도는 185-195℃이다.
상기 무기염은 질산염 및 인산염이 바람직하며, 가장 바람직하게는 암모늄 인산염이다.
상기 첨가제로는 베타-사이클로덱스트린이 바람직하다.
본 발명의 제조방법은 코팅 또는 도포가 아닌 VCI 원료를 혼합, 압출생산하는 것이므로 필름내부로부터의 장기간에 걸친 기화가 가능하여 지속적인 부식억제 효과에 의해 장기간에 걸친 방청효과가 있다.
본 발명의 기화성 방청필름에 사용되는 벤조산 나트륨은 부식억제제로서 식품에 첨가되는 방부제로 사용되기도 하며 물에 용해된다.
본 발명의 기화성 방청필름은 수분투과율을 낮추도록 새로운 blocking제인 하이드록시에틸 셀룰로오스를 포함하며 하이드록시에틸 셀룰로오스는 샴푸, 린스 또는 유아용 용품에 사용되기도 하는 인체에 무해한 물질이다.
첨가제로 사용되는 베타-사이클로덱스트린은 녹말의 일종으로 음식, 화장품 및 의약품에 사용된다.
상기와 같이 본 발명의 기화성 방청젤은 인체에 유해한 DICHAN 또는 중금속을 함유하지 않으면서 식품첨가제로 사용되는 항산화제 및 식물유를 사용하여 제조되므로 친환경적이며 오랜 시간 인체와 접촉하여도 인체에 무해하다.
실시예
실시예 1
벤조산 나트륨 10g, 벤조트리아졸 10g, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate) 2g, 암모늄 인산염 10g, 하이드록시에틸 셀룰로오스 2g, 및 베타 사이클로덱스트린 1g을 상온에서 25rpm/min으로 교반하면서 20분간 혼합시켰다. 상기 혼합물을 분쇄기를 이용하여 500Mesh 크기의 입자로 분쇄시킨다. 상기 분쇄물을 25중량부에 대하여 저분자량 폴리에틸렌(LDPE; MI7-8) 70중량부 및 분산제(RT-SH, 중국 Rich Plastic Resin Manufacturing Co.,LTD사 제품) 5 중량부를 혼합하고, 185℃에서 압출하였다. 압출 후 20℃로 급랭한 후 입자로 절단하여 고농도방청수지입자를 제조하였다. 상기 방청수지입자 1중량부에 대하여 LDPE(MI:2-3) 50 중량부를 혼합하여 185 내지 195℃에서 압출기로 투명한 방청필름을 생산하였다.
실시예 2
벤조산 나트륨 10g, 벤조트리아졸 10g, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate) 2g, 암모늄 질산염 10g, 하이드록시에틸 셀룰로오스 2g, 및 베타 사이클로덱스트린 1g을 상온에서 25rpm/min으로 교반하면서 20분간 혼합시켰다. 상기 혼합물을 분쇄기를 이용하여 500Mesh 크기의 입자로 분쇄시킨다. 상기 분쇄물을 25중량부에 대하여 저분자량 폴리에틸렌(LDPE; MI7-8) 70중량부 및 분산제(RT-SH, 중국 Rich Plastic Resin Manufacturing Co.,LTD사 제품) 5 중량부를 혼합하고, 185℃에서 압출하였다. 압출 후 20℃로 급냉한 후 입자로 절단하여 고농도 방청수지입자를 제조하였다. 상기 방청수지입자 1중량부에 대하여 LDPE(MI:2-3) 50 중량부를 혼합하여 185 내지 195℃에서 압출기로 투명한 방청필름을 생산하였다.
실시예 3: 기화성 방청필름의 방청효과실험
탄소강, 알루미늄, 구리, 아연도강판, 함석 및 니켈의 금속 시편(2.5cm x 2.5cm)을 준비하고 산화 알루미늄 천으로 곱게 닦았다. 이소프로필 알코올로 금속시편을 세정 후 상온에서 건조시켰다. 제조된 기화성 방청필름과 대조군 필름(일반 PE필름)을 각각 3cm x 3cm크기로 만들어 금속 시편을 넣고 밀봉한 후 방청실험을 실시하였다. 방청실험 방법은 접촉 실험(contact test)및 중국부식방지실험법 (GB/T10125-1997)을 이용하였다. 접촉 실험은 온도 60℃, 95%습도에서 72시간 동안 항온실험을 하여 발청여부를 검사하였고, GB/T10125-1997 방청실험은, 항온조에서 35℃(+/- 2℃)의 온도에서 24시간 동안 5% 염분수용액을 계속 분무하여 발청의 생성여부를 관찰함으로써 실시하였다.
상기 방청실험의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표1]
상기 결과는 본 발명에 의해 제조된 기화성 방청필름이 고온 다습한 악조건하에서도 탁월한 방청효과를 가짐을 보인다.
실시예 4: 기화성 방청필름의 수분투과율 측정
본 발명에 의한 VCI필름과 타사의 VCI필름 및 일반 PE필름의 수분투과율을 측정하여 표 2에 나타내었다
수분투과율 측정 결과로부터 본 발명에 따른 기화성 방청필름의 수분투과율이 타사의 VCI필름 및 일반 PE필름의 수분투과율보다 현저히 낮음을 알 수 있다.
즉, 새로운 Blocking제 하이드록시에틸 셀룰로오스를 첨가하여 기화성 방청필름을 제조함으로써 수분투과율이 현저히 낮은 기화성 방청필름을 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명의 기화성 방청필름은 방청수지와 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 압출가공된 것으로서 철 및 비철 금속 제품을 포장, 운송, 보관하는데 사용될 수 있고, 습기에 강하고 자유로운 가공성으로 인하여 작업성이 우수하다. 또한, 필름내부에서 방청제가 서서히 기화하기 때문에 장기간동안 방청효과가 발휘되고 안전하며 공해가 발생하지 않는다.
Claims (4)
- 벤조산 나트륨, 메타규산나트륨(Sodium Meta Silicate), 무기염, 벤조트리아졸, 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화성 방청필름.
- 제 1항에 있어서,
상기 기화성 방청필름은 하이드록시에틸 셀룰로오스 5 내지 7중량부, 벤조산 나트륨 25 내지 35중량부, 벤조트리아졸 25 내지 35중량부, 메타규산나트륨 5 내지 7중량부, 무기염 25 내지 35중량부, 첨가제 2 내지 4중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화성 방청필름.
- a)벤조산 나트륨, 메타규산나트륨, 무기염, 벤조트리아졸, 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 첨가제를 상온에서 혼합하는 단계; b)상기 혼합물을 분쇄기로 400 내지 600Mesh크기의 입자로 분쇄하는 단계; c)상기 분쇄물과 LDPE(MI:7-8) 및 분산제를 혼합하고 압출하여 수지 입자를 제조하는 단계; d)상기 방청수지입자를 LDPE(MI:1-20)와 1:50의 중량비로 혼합하여 압출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기화성 방청젤의 제조방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 a)단계의 혼합물의 조성은 하이드록시에틸 셀룰로오스 5 내지 7중량부, 벤조산 나트륨 25 내지 35중량부, 벤조트리아졸 25 내지 35중량부, 메타규산나트륨 5 내지 7중량부, 무기염 25 내지 35중량부, 첨가제 2 내지 4중량부임을 특징으로 하는 기화성 방청젤의 제조방법.
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- 2014-08-20 KR KR1020140108246A patent/KR20160022547A/ko not_active Application Discontinuation
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