WO2015068865A1 - 윤활제를 포함하는 첨가제 조성물 - Google Patents

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    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids

Definitions

  • the present invention relates to an additive composition comprising a lubricant, and in particular, by using a metal lubricant having a specific structure in a sorbitol-based nucleating agent, which is an additive used in the production of polyolefin, to improve the lubricity of the nucleating agent, lower the melting temperature and crystallize the polyolefin.
  • the present invention relates to an additive composition for producing a polyolefin having excellent transparency by increasing the speed and minimizing shrinkage.
  • polymers have characteristics such as molecular weight size, molecular weight distribution, conformational shape, composition distribution, conformation of regularity, crystal structure, amorphous structure, molecular orientation, phase structure, etc. in order to realize performance and function suitable for the purpose of the product. Adjust and produce and process.
  • the nucleating agent controls the crystal structure of the polymer.
  • a nucleating agent when added to a polymer, there is an effect of improving rigidity, improving transparency, improving gloss, and shortening the molding cycle.
  • a crystalline resin such as polypropylene is cooled in a molten state and then cured to a solid state, and thus crystallinity is increased by a nucleating agent, thereby suppressing light scattering to improve transparency and gloss.
  • polypropylene nucleating agents examples include AI-PTBBA and sorbitol.
  • sorbitol system is widely used because it shows an excellent effect on the rigidity and transparency.
  • nucleating agents When the nucleating agents are added, various physical properties can be obtained. In this case, it is very important to uniformly disperse the nucleating agent in order to maximize the performance of the nucleating agent. In the case of non-uniform dispersion, not only the physical properties such as rigidity and transparency of the prepared polymer are significantly lowered, but also the manufacturing process is not smooth.
  • the sorbitol-based nucleating agent has been developed actively due to its excellent effect, the sorbitol-based nucleating agent itself has serious adhesiveness and cohesiveness, causing problems from the feeding stage, and even after mixing, there is a serious problem that uniform dispersion does not occur even during mixing.
  • the molding temperature is high, the shrinkage of the resin occurs during injection may cause a problem that the thickness of the resin is deformed.
  • the nucleating agent is attached to the die, die, roll, etc., the defect may appear in the product.
  • polypropylene oriented film having excellent transparency using polyvinylcycloalkane, poly (3-methyl-1-butene), polyalkenylsilane, etc., which are high melting point polymer nucleating agents, are used.
  • the high melting point polymer nucleating agent has a limit to use in the form of a single powder, there was a difficulty in replacing the sorbitol-based nucleating agent.
  • additives that can improve the transparency and stiffness of the prepared polymer by solving the physical disadvantages such as adhesion and cohesion of the nucleating agent, and improving the processability by lowering the processing temperature in the polymer processing process, and lowering the crystallization rate Development of the composition was urgent.
  • An object of the present invention is to solve the physical disadvantages of the sorbitol-based nucleating agent, which is an additive added during manufacture, to solve problems of adhesiveness and cohesion, to improve processability, and to prevent shrinkage of the resin during injection.
  • the sorbitol-based nucleating agent which is an additive added during manufacture
  • problems of adhesiveness and cohesion to improve processability, and to prevent shrinkage of the resin during injection.
  • An additive composition according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is (a) a sorbitol acetal compound; And (b) a metal lubricant.
  • the metal lubricant is Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn or instead of hydrogen present in the functional group of saturated or unsaturated fatty acids of C5 ⁇ C25 It is characterized in that Sn is a substituted metal salt.
  • the additive composition of the present invention includes a metal lubricant to improve the problems of adhesion and cohesion, the defect rate of the product is significantly lowered when used in the production of polyolefin, and the transparency and rigidity of the produced polyolefin are excellent.
  • An additive composition according to an embodiment of the present invention includes (a) a sorbitol acetal compound; And (b) a metal lubricant, wherein (b) the metal lubricant is Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, instead of hydrogen present in a functional group of a saturated or unsaturated fatty acid of C5-C25. Zr, K, Ba, Mn or Sn is characterized in that the substituted metal salt.
  • the (a) sorbitol acetal compound serves as a nucleating agent, and specifically 1,3: 2,4-bis (p-methylbenzylidene) sorbitol; Bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol; Bis (p-ethylbenzylidene) sorbitol; Bis (p-methylbenzylidenesorbitol); Dibenzylidene sorbitol; Preference is given to using 1,2,3-trideoxy-4,6: 5,7-bis-O-[(4-propylphenyl) methylene] -nonitol and the like.
  • the (a) sorbitol acetal compound is sodium benzoate salt; Lithium benzoate salt; Aluminum benzoate; Micronized talc; It may further comprise an organophosphorous salt.
  • the (b) metal lubricant is (a) mixed or coated on the surface of the sorbitol acetal compound (a) weakens the adhesiveness and cohesive force of the sorbitol acetal compound to improve the flowability, lower the processing temperature to improve the workability to improve the resin during injection There is no shrinkage phenomenon of the resin to solve the problem of deformation of the thickness, improve the transparency of the prepared polymer product, and serves to improve the dispersibility in the polymer during polyolefin production.
  • the metal lubricant is Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn instead of hydrogen present in the functional group of saturated or unsaturated fatty acids of C5-C25 Or Sn is a substituted metal salt.
  • Sn is a substituted metal salt.
  • magnesium stearate, calcium stearate, zinc stearate, lithium stearate, sodium stearate, aluminum stearate, and the like are included.
  • the Mv (volume average particle diameter) value of the metal lubricant is preferably less than 20 ⁇ m, the D90 value is less than 50 ⁇ m, the Mv value is less than 10.0 ⁇ m, and the D90 value is particularly preferably less than 30.0 ⁇ m.
  • the D90 value of less than 50 ⁇ m means that 90% (vol%) of the metal lubricant fraction in the additive composition of the present invention is less than about 50 ⁇ m in diameter.
  • the content of the metal lubricant (b) is preferably 0.01 to 30 parts by weight, particularly 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the additive composition. If the content is less than the above range, there is a problem that the effects of flowability and dispersibility are weak, and if it is exceeded, the transparency of the product is not good.
  • the method of complexing the metal lubricant of the formula (b) with the sorbitol acetal compound of (a) there are a method of adding and complexing the compound and adding it after preparation during the preparation of the sorbitol acetal compound.
  • the method of mixing and complexing includes simple mixing, grinding mixing, coating mixing, melt mixing, and the like.
  • the present invention includes a polyolefin-based composition comprising the additive composition according to the present invention.
  • the polyolefin-based composition of the present invention When using the additive composition containing the metal lubricant of the present invention, the workability is improved, the polyolefin-based composition of the present invention has excellent quality to transparency.
  • the product manufactured using the polyolefin-based composition including the additive composition of the present invention may be a transparent container, a sheet, a film, a medical product or a stationery product. Since the additive composition including the metal lubricant of the present invention is excellent in flowability and dispersibility, it is possible to reduce energy by lowering the processing temperature and to prepare a polyolefin-based composition having excellent physical properties with a certain quality.
  • the additive composition of the Example was prepared in powder form by complexing a metal lubricant and a sorbitan acetal compound using a Henschel mixer under the conditions of Table 1 below. Meanwhile, as a comparative example, a sorbitan acetal compound containing no metal lubricant of the present invention was prepared.
  • Example 1 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol Magnesium stearate 5 parts by weight
  • Example 2 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol Calcium stearate 5 parts by weight
  • Example 3 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol Zinc stearate 5 parts by weight
  • Example 4 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol 12- Magnesium stearate 5 parts by weight
  • Example 5 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol Lithium stearate 5 parts by weight
  • Example 6 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylidene) sorbitol sodium stearate 5 parts by weight
  • Example 7 95 parts by weight of bis (3,4-dimethylbenzylid
  • the Mv (volume average particle diameter) value of the metal lubricant used in the above example was 10.0 ⁇ m, and the D90 value was 30.0 ⁇ m, and the hydrophobic SiO 2 used in the comparative example had a Mv of 0.5 ⁇ m and a D90 value.
  • the Mv (volume average particle diameter) value of the metal lubricant used in the above example was 10.0 ⁇ m
  • the D90 value was 30.0 ⁇ m
  • the hydrophobic SiO 2 used in the comparative example had a Mv of 0.5 ⁇ m and a D90 value.
  • Powder fluidity is described by flow characteristics such as adhesion strength, internal friction, wall friction, shear strength, tensile strength, apparent specific gravity, and the like. Powder flowability was measured by KS L 1618-4 (2003) (Fine-ceramic granularity measurement method: flowability), and apparent specific gravity was measured by ASTM D1895-96.
  • Laser diffraction analysis was performed by conventional techniques used to measure the particle size distribution of powders.
  • the particle size distribution is determined by calculating parameters measured from a laser diffraction analyzer by dispersing the sample in a liquid and passing it through a transparent cell illuminated by a laser to detect scattering patterns from the laser by means of a spectral diode array. It was.
  • Mv used in the present invention is the arithmetic mean particle size measured in volume
  • D90 means a particle size corresponding to 90% of the cumulative volume distribution.
  • Example 1 2.3 0.31 2.46
  • Example 2 2.4 0.32 2.43
  • Example 3 2.4 0.32 2.48
  • Example 4 2.4 0.32 2.43
  • Example 5 2.2 0.30 2.43
  • Example 6 2.1 0.29 2.43
  • Example 7 2.2 0.29 2.43 Comparative Example 1 1.2 0.29 2.67 Comparative Example 2 1.6 0.32 2.55
  • the polypropylene random copolymer flakes and the additive composition prepared by the Examples and Comparative Examples, the first antioxidant (Iganox 1010), the second antioxidant (Igafos 168), the antistatic agent were mixed, the extruder at about 230 °C After formulating the mixture, the formulated resin was molded into plaques at a melt temperature of about 230 ° C. to prepare samples of physical properties. Specific sample preparation compositions are shown in Table 3 below.
  • IZOD impact strength It measured at the temperature of 23 degreeC, and 50% of a relative humidity based on ASTMD256.
  • Crystallization temperature The temperature rising rate was measured at 10 ° C / min using a DSC equipment.
  • KS A 0067 Lab color system and Luv color system were used for measuring the color of the object. The color value was confirmed by * b of Lab color system.

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Abstract

본 발명은 윤활제를 포함하는 첨가제 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리올레핀 제조에 사용되는 첨가제인 솔비톨계 핵제에 특정구조의 금속 윤활제를 사용함으로써, 핵제의 윤활성을 개선시키고, 용융온도를 낮추며 폴리올레핀의 결정화 속도를 증가시키고, 수축현상을 최소화하여 우수한 투명성을 갖는 폴리올레핀을 제조하기 위한 첨가제 조성물에 관한 것이다.

Description

윤활제를 포함하는 첨가제 조성물
본 발명은 윤활제를 포함하는 첨가제 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리올레핀 제조에 사용되는 첨가제인 솔비톨계 핵제에 특정구조의 금속 윤활제를 사용함으로써, 핵제의 윤활성을 개선시키고, 용융온도를 낮추며 폴리올레핀의 결정화 속도를 증가시키고, 수축현상을 최소화하여 우수한 투명성을 갖는 폴리올레핀을 제조하기 위한 첨가제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 고분자는 제품의 용도에 맞는 성능, 기능을 실현하기 위하여 분자량 크기, 분자량 분포, 입체의 형태, 조성의 분포, 입체의 규칙성, 결정구조, 비정구조, 분자배향, 상구조 등의 특성을 조절하여 생산, 가공한다.
이러한 특성은 촉매, 중합조건, 중합방법뿐만 아니라 첨가제에 의해서 제어가 가능한데, 특히 이러한 첨가제 중에서 핵제는 고분자의 결정구조를 제어하는 역할을 한다. 일반적으로 고분자에 핵제를 첨가하는 경우, 강성 향상, 투명성 향상, 광택 향상, 성형 사이클 단축 등의 효과가 있다. 예를 들면 폴리프로필렌 같은 결정성 수지는 용융 상태에서 냉각을 거쳐 고체상태로 경화되는 과정에서, 핵제에 의해 결정화도가 증대하므로 광 산란을 억제하여 투명성 및 광택이 향상된다.
이러한 폴리프로필렌용 핵제의 종류에는 AI-PTBBA, 솔비톨계가 있다. 특히 솔비톨계는 강성 및 투명성에 있어서 우수한 효과를 보이는 바, 널리 사용되고 있다.
상기 핵제들을 첨가하면, 다양한 물성 향상의 효과를 얻을 수 있는데, 이 때 핵제의 성능을 최대화하기 위해서는 핵제를 균일하게 분산시키는 것이 매우 중요하다. 불균일하게 분산이 되는 경우, 제조된 고분자의 강성, 투명성 등의 물성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 제조공정도 원활하지 않게 된다.
특히 솔비톨계 핵제는 효과가 우수하여 개발이 활발히 이루어지고 있음에도 불구하고, 솔비톨계 핵제 자체가 점착성과 응집력이 강하여 투입단계에서부터 문제가 발생하고, 투입 후 혼합 중에도 균일한 분산이 이루어지지 않는다는 심각한 문제를 갖고 있다. 또한, 성형 온도가 높아 사출시 수지의 수축 현상이 발생되어 수지의 두께가 변형되는 문제가 나타나기도 한다.
또한 성형 조건에 따라 다이, 금형, 롤 등에 핵제가 부착되어 제품에 불량이 나타나기도 한다.
이에, 상기의 문제를 해결하기 위하여 고융점 고분자 핵제인 폴리비닐시클로알칸, 폴리(3-메틸-1-부텐), 폴리알케닐실란 등을 사용하여, 투명성이 우수한 폴리프로필렌연신필름(OPP 필름)을 제조하기도 하였지만, 상기의 고융점 고분자 핵제를 단독 분말 형태로 사용하기에는 한계성을 지니고 있어, 솔비톨계 핵제를 대체하기에는 어려움이 있었다.
또한, 점착성 및 응집력의 문제를 해결하기 위하여 솔비톨계 핵제에 각종 물질을 복합화하는 연구가 이루어지고 있으나, 기존의 복합 솔비톨계 핵제는 제조된 고분자의 투명성이 확보되지 않는다는 심각한 문제를 갖고 있었다.
따라서, 핵제의 점착성, 응집력과 같은 물성적 단점을 해결함과 동시에, 고분자 가공 공정에서 가공온도를 낮춤으로써 가공성을 향상시키고, 결정화 속도를 낮추어줌으로써 제조된 고분자의 투명성, 강성을 향상시킬 수 있는 첨가제 조성물의 개발이 시급한 실정이었다.
본 발명의 목적은 고분자 제조에 있어서, 제조시 첨가되는 첨가제인 솔비톨계 핵제가 갖고 있는 물성적 단점, 즉 점착성 및 응집력의 문제를 해결하고, 가공성을 향상시켜 사출시 수지의 수축 현상이 없어 수지의 두께가 변형되는 문제를 해결하며, 흐름성을 좋게 하여 균일한 분산성을 확보함으로써 제조된 고분자 제품의 불량을 최소화하고, 제조된 고분자의 투명성, 강성을 향상시킬 수 있는 첨가제 조성물을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 첨가제 조성물은 (a) 솔비톨 아세탈 화합물; 및 (b) 금속 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 (b) 금속 윤활제는 C5~C25의 포화 또는 불포화지방산의 기능기에 존재하는 수소 대신 Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn 또는 Sn이 치환된 금속염인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 첨가제 조성물은 금속윤활제를 포함함으로써 점착성 및 응집력의 문제가 개선되는바, 폴리올레핀 제조에 사용할 경우 제품의 불량률이 현저히 낮아지고, 제조된 폴리올레핀의 투명성 및 강성이 우수한 효과가 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이어서, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서는 본 발명에 따른 금속윤활제를 포함하는 첨가제 조성물에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 첨가제 조성물은 (a) 솔비톨 아세탈 화합물; 및 (b) 금속 윤활제를 포함하며, 상기 (b) 금속 윤활제는 C5~C25의 포화 또는 불포화지방산의 기능기에 존재하는 수소 대신 Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn 또는 Sn이 치환된 금속염인 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 솔비톨 아세탈 화합물은 핵제의 역할을 하는 것으로서, 구체적으로는 1,3:2,4-비스(p-메틸벤질리덴)솔비톨; 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨; 비스(p-에틸벤질리덴)솔비톨; 비스(p-메틸벤질리덴솔비톨); 디벤질리덴솔비톨; 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-노니톨 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는 상기 (a) 솔비톨 아세탈 화합물은 벤조산 나트륨염; 벤조산 리튬염; 알루미늄벤조에이트; 미분(micronized) 탈크; 유기인 염(organophosphorous salt) 등을 더 포함할 수 있다.
상기 (b) 금속 윤활제는 (a) 솔비톨 아세탈 화합물의 표면에 혼합되거나 코팅됨으로써 (a) 솔비톨 아세탈 화합물의 점착성 및 응집력을 약화시켜 흐름성을 좋게 하고, 가공온도를 낮추어 가공성을 향상시켜 사출 시 수지의 수축 현상이 없어 수지의 두께가 변형되는 문제를 해결하며, 제조된 고분자 제품의 투명성을 향상시키고, 폴리올레핀 제조시 고분자 내 분산성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 (b) 금속 윤활제는 C5-C25의 포화 또는 불포화지방산의 기능기에 존재하는 수소 대신 Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn 또는 Sn이 치환된 금속염인 것을 특징을 한다. 구체적으로 마그네슘스테아레이트, 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 리튬스테아레이트, 나트륨스테아레이트, 알루미늄스테아레이트 등이 포함된다.
금속 윤활제의 Mv(부피평균입경)값은 20㎛ 미만이고, D90값은 50㎛ 미만인 것이 바람직하며, Mv값은 10.0㎛ 미만이고, D90값은 30.0㎛ 미만인 것이 특히 바람직하다.
여기에서 상기 D90값이 50㎛미만이라 함은 본 발명의 첨가제 조성물 중의 금속윤활제 분획이 실제 중화제 입자의 90%(부피%)가 직경 약 50㎛미만이라는 의미이다.
D90이 50㎛ 이상인 경우에는, 입자가 불균일하여 분산성이 저하되고, 용융온도의 시간차이가 발생되어 유기물이 빠져 나오는 현상(Plate out)이 나타나며, 이로 인하여 제조된 고분자의 내열성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 (b)금속윤활제의 함량은 상기 첨가제 조성물 100중량부 대비 0.01~30중량부인 것이 바람직하고, 특히 1~5중량부인 것이 바람직하다. 함량이 상기 범위 미만인 경우 흐름성 및 분산성의 효과가 미약한 문제가 있고, 초과인 경우에는 제품의 투명성이 좋지 않은 문제가 있다.
본 발명에서 상기 (b) 화학식의 금속 윤활제를 (a)의 솔비톨 아세탈 화합물과 복합화하는 방법으로는, 솔비톨 아세탈 화합물 제조시 공정 중에 첨가하여 복합화하는 방법과 제조 후 혼합하는 방법이 있다. 여기에서 혼합하여 복합화하는 방법은 단순 혼합, 분쇄혼합, 코팅혼합, 용융혼합 등의 방법이 있다.
본 발명은 본 발명에 의한 첨가제 조성물을 포함하는 폴리올레핀계 조성물을 포함한다.
본 발명의 금속윤활제를 포함하는 첨가제 조성물을 이용할 경우, 가공성이 향상되는바, 본 발명의 폴리올레핀계 조성물은 우수한 품질 내지 투명성을 갖는다. 본 발명의 첨가제 조성물을 포함하는 폴리올레핀계 조성물을 이용하여 제조한 제품은 투명용기, 시트, 필름, 의료용 제품 또는 문구제품일 수 있다. 본 발명의 금속 윤활제를 포함하는 첨가제 조성물은 흐름성 및 분산성이 우수하므로, 가공온도를 낮추어 에너지를 절감할 수 있고, 우수한 물성의 폴리올레핀계 조성물을 일정한 품질로 제조할 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 금속 윤활제를 함유하는 첨가제 조성물을 더욱 상세하게 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 보다 더 구체적으로 설명하기 위한 예시적인 것으로서, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 금속 윤활제가 복합화된 솔비탈 아세탈 화합물(첨가제 조성물)의 제조
하기 표 1의 조건하에 금속윤활제 및 솔비탈 아세탈 화합물을 헨셀 믹서를 이용하여 복합화 함으로써 분말형태로 실시예의 첨가제 조성물을 제조하였다. 한편 비교예로서 본 발명의 금속윤활제가 포함되지 않은 솔비탈 아세탈 화합물을 제조하였다.
표 1
솔비탈 아세탈 화합물 금속윤활제 비고
실시예1 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 95중량부 Magnesium stearate5중량부
실시예2 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 95중량부 Calcium stearate5중량부
실시예3 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 95중량부 Zinc stearate5중량부
실시예4 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 95중량부 12- Magnesium stearate5중량부
실시예5 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 95중량부 Lithium stearate5중량부
실시예6 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨95중량부 sodium stearate5중량부
실시예7 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨95중량부 aluminum stearate5중량부
비교예1 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 100중량부 - -
비교예2 비스(3,4-디메틸벤질리덴)솔비톨 97중량부 - 소수성 SiO2 3중량부
여기에서, 상기 실시예에서 사용된 금속윤활제의 Mv(부피평균입경)값은 10.0㎛ 이고, D90값은 30.0㎛ 인 것을 사용하였고, 비교예에서 사용된 소수성 SiO2는 Mv이 0.5㎛, D90값은 2.5㎛이었다.
2. 금속윤활제가 복합화된 솔비탈 아세탈 화합물(첨가제 조성물)의 물성평
(1) 분말유동성
분말유동성은 첨착 강도, 내부 마찰, 벽 마찰, 전단 강도, 인장 강도, 겉보기 비중 등의 유동특성으로 기재된다. 분말 유동성 측정은 KS L 1618-4(2003)(파인세라믹 과립특성 측정방법: 유동도)로 측정하였고, 겉보기 비중은 ASTM D1895-96에 의하여 측정하였다.
(2) 평균입도크기
분말의 입도크기분포를 측정하는데 사용되는 통상적인 기법으로 레이저 회절 분석을 실시하였다. 샘플을 액체에 분산시켜 레이저로 조명되는 투명한 셀을 통과시켜 관전 다이오드 어레이에 의해 레이저로부터 산란 패턴을 검출하여 입도를 측정하는 방식으로, 레이저 회절 분석 기기로부터 측정된 매개 변수를 계산하여 입도 분포를 기재하였다. 특히 본 발명에서 사용한 Mv는 부피로 측정된 산술 평균 입도이며, D90은 누적 부피 기준 분포의 90%에 해당하는 입도를 의미한다.
(3) 평가결과
상기 물성 측정 방법에 개시된 내용에 의하여, 상기 실시예 및 비교예의 첨가제 조성물의 유동성, 겉보기 비중, 굴절률, 평균입도를 평가하고, 하기 표 2에 그 결과를 기재하였다.
표 2
유동성 겉보기 비중 평균입도(㎛)
실시예1 2.3 0.31 2.46
실시예2 2.4 0.32 2.43
실시예3 2.4 0.32 2.48
실시예4 2.4 0.32 2.43
실시예5 2.2 0.30 2.43
실시예6 2.1 0.29 2.43
실시예7 2.2 0.29 2.43
비교예1 1.2 0.29 2.67
비교예2 1.6 0.32 2.55
3. 첨가제 조성물을 이용하여 폴리올레핀 수지를 제조
폴리프로필렌 랜덤 공중합체 박편과 실시예 및 비교예에 의해 제조된 첨가제 조성물, 제 1 산화방지제(이가녹스 1010), 제 2 산화방지제(이가포스 168), 대전방지제를 혼합하고, 약 230℃에서 압출기를 사용하여 혼합물을 제형화시킨 후, 제형화된 수지를 약 230℃의 용융물 온도에서 플라크로 성형시켜 물성 측정의 샘플로 제조하였다. 구체적인 샘플 제조 조성은 하기 표 3과 같다..
표 3
샘플1 샘플2 샘플3 샘플4 샘플5 샘플6 샘플7 샘플8 샘플9
제1산화방지제 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부 20중량부
제2산화방지제 20중량부 20중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부
대전방지제 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부 10중량부
실시예1의 첨가제조성물 50중량부 - - - - - -
실시예2의 첨가제조성물 - 50중량부 - - - - -
실시예3의 첨가제조성물 - - 50중량부 - - - -
실시예4의 첨가제조성물 - - - 50중량부 - - -
실시예5의 첨가제조성물 - - - - 50중량부 - -
실시예6의 첨가제조성물 50중량부 -
실시예7의 첨가제조성물 - 50중량부
비교예1의 첨가제조성물 - - - - - - - 50중량부 -
비교예2의 첨가제조성물 - - - - - - - - 50중량부
4. 제조된 폴리올레핀 수지의 물성평가
상기 실시예 및 비교예의 첨가제조성물을 이용하여 제조된 폴리올레핀 수지(샘플 1~7)의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 4 내지 6에 기재하였다.
각각의 물성 평가 방법은 하기와 같다.
(1) 용융지수 : ASTM D1238DP 의거하여 온도 230℃, 하중 2.16kg으로 측정하였다.
(2) 굴곡탄성율 : ASTM D790에 의거하여 온도 23℃, 상대습도 50%에서 측정하였다.
(3) 아이조드(IZOD) 충격 강도 : ASTM D256에 의거하여 온도 23℃, 상대습도 50%에서 측정하였다.
(4) 결정화 온도 : DSC 장비를 이용하여 승온속도를 10℃/min로 하여 측정하였다.
(5) 투명도(haze)측정
ASTM D1003에 의거하여 측정하였으며, 사출시편의 두께별(1mm, 2mm) 성형 온도별(190℃, 210℃, 230℃, 250℃)투명성을 측정하였다. 투명성은 Haze 값이 낮을수록 우수함을 나타낸다.
(6) 색채색차계 측정
KS A 0067 Lab표색계 및 Luv표색계에 의한 물체색의 표시방법에 의해 측정하였으며 Lab 표색계의 *b로 컬러의 값을 확인하였다.
표 4
샘플1 샘플2 샘플3 샘플4 샘플5 샘플6 샘플7 샘플8 샘플9
용융지수(MI)(g/10min) 14.6.6 14.5 14.3 14.4 14.5 14.7 14.8 16.9 17.1
굴곡탄성율(kg/cm2) 18,000 18,100 18,100 18,100 18.000 18,000 18,000 18,000 18,000
아이조드(IZOD)충격강도(kg.cm/cm) 8.9 9.0 9.0 9.0 9.0 8.9 9.0 8.9 9.0
결정화 온도(℃) 128.4 128.3 128.4 128.4 128.4 128.3 128.4 130.3 130.4
색채색차계(*b) 0.54 0.63 0.56 0.58 0.69 0.68 0.67 0.66 0.56
표 5
단위 % 샘플1 샘플2 샘플3 샘플4 샘플5 샘플6 샘플7 샘플8 샘플9
HAZE(1mm) 190℃ 12.94 12.70 12.74 12.88 12.45 13.25 13.20 13.45 13.20
210℃ 10.52 10.28 10.32 10.30 10.40 10.78 10.84 11.00 11.00
230℃ 9.28 9.18 9.20 9.26 9.28 9.38 9.40 9.42 9.40
250℃ 8.50 8.42 8.46 8.44 8.48 8.54 8.80 8.94 8.90
표 6
단위 % 샘플1 샘플2 샘플3 샘플4 샘플 5 샘플6 샘플7 샘플8 샘플9
HAZE(2mm) 190℃ 27.34 27.20 27.26 27.28 27.46 27.42 27.52 28.22 28.32
210℃ 20.34 20.32 20.36 20.36 20.36 20.34 20.46 21.34 21.46
230℃ 20.16 20.06 20.14 20.14 20.20 20.22 20.32 21.32 21.32
250℃ 19.80 19.72 19.70 19.74 19.75 19.90 20.00 21.00 21.00
상기와 같이 제조된 폴리올레핀 수지의 특성 실험결과 표 4에 나타난 바와 같이 본 발명의 금속윤활제가 복합화된 첨가제 조성물을 사용할 경우 용융지수, 결정화 온도가 낮아지고 굴곡탄성률, 아이조드 충격강도는 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 여기서 용융지수 및 결정화 온도가 낮은 것은 가공온도를 낮추어 압출 및 사출이 가능하여 가공성형 시 조절 범위를 더 넓힐 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, 금속윤활제가 복합화된 첨가제 조성물을 사용할 경우 컬러 *b가 낮아 제품의 노란색이 두드러지지 않았음을 확인할 수 있었다.
또한 금속윤활제가 복합화된 첨가제 조성물을 사용할 경우 제조된 폴리올레핀 수지의 투명성이 더 우수함을 알 수 있었다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. (a) 솔비톨 아세탈 화합물; 및
    (b) 금속윤활제;를 포함하며,
    상기 (b) 금속 윤활제는 C5~C25의 포화 또는 불포화지방산의 기능기에 존재하는 수소 대신 Li, Zn, Al, Ca, Mg, Co, Cu, Ti, Na, Zr, K, Ba, Mn 또는 Sn이 치환된 금속염인 것을 특징으로 하는 첨가제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 윤활제의 부피평균입경 값은 20㎛ 미만이고, D90값은 50㎛ 미만을 특징으로하는 첨가제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 윤활제의 부피평균입경 값은 10.0㎛ 미만이고, D90값은 30.0㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 첨가제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속윤활제의 함량은 상기 첨가제 조성물 100중량부 대비 0.01~30중량부인 것을 특징으로 하는 첨가제 조성물.
  5. 제 1항의 첨가제 조성물을 포함하는 폴리올레핀계 조성물.
  6. 제 5항의 폴리올레핀계 조성물을 포함하는 투명용기, 시트, 필름, 의료용 제품 또는 문구제품.
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