WO2018199375A1 - 친환경 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법 - Google Patents

친환경 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법은 셀룰로오스 아세테이트에 가소제 및 첨가제를 투입하여 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 제조하는 과정 및 상기 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 펠릿형태로 제조하는 과정을 포함한다.

Description

친환경 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법
본 발명은 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프탈레이트계 가소제를 첨가하지 않은 친환경적인 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법에 관한 것이다.
셀룰로오스 아세테이트 (Cellulose acetate, CA)는 펼프나 목화에서 추출된 천연 소재인 셀룰로오스를 이용하여 만들어지며, 재생성과 생분해성이 우수하고 인체에 해롭지 않고 다양한 무늬를 연출할 수 있으며 오래 쓸수록 엔틱한 기품이 나며 부드럽고 부러지지 않는 고급 천연 소재로써 안경테, 악세사리 등의 패션제품과 더불어 다양한 제품으로 응용되고 있다.
셀룰로오스 아세테이트는 셀룰로오스에 비해 히드록시기의 봉쇄로 인해 어느 정도의 열성형성을 보이나 메인체인의 고유특성인 강직한 분자체인과 잔존하는 히드록시기로 인한 분자체인 간의 강한 수소결합으로 인해 용융압출을 위해서는 가소제의 사용이 불가피한 실정이다. 일반적으로 사용되는 셀룰로오스 아세테이트의 성형방법은 용매를 사용한 용액추출법으로 용매의 재회수가 어려워 환경부하가 크고 생산성이 낮다는 단점이 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 미시간 주립대의 Drzal 그룹에서는 디부틸 프탈레이트(DBP), 디에틸 프탈레이트(DEP), 디부틸 세바케이트(DBS) 등을 가소제로 사용하여 셀룰로오스 아세테이트의 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)를 감소시킨 결과를 보고한 바 있다.
이러한 특성을 지니기 때문에 셀룰로오스 아세테이트 제품은 일반적으로 가소제를 사용하여 연화하여 다양한 첨가제 및 안료를 넣은 배합물을 제조 한 후 다양한 시트 형태로 1차 성형하여 원하는 제품으로 가공하는 방법으로써 이용되었다. 여기서 사용되는 가소제의 경우엔 CA의 유연성과 작업성, 팽창성을 높이기 위한 목적으로 사용되고 있으며, 가소제는 다양한 종류가 있지만 80% 이상의 제품이 프탈레이트계 가소제를 사용하고 있다. CA에 사용되는 프탈레이트계 가소제의 경우엔 인간과 환경에 유해한 환경호르몬의 일종이며, 현재 세계 각국에서 사용이 제한되고 있는 추세이다. 이러한 규제를 완화하고 CA의 분자간 인력을 완화시켜 유연성을 부여하기 위한 친환경 CA 조성물 및 가공/성형 기술에 대한 연구가 필요한 상황이다.
프레스로 CA 시트를 제조하는 공정은 가소제를 혼합하는 과정이 복잡하고 공정의 대부분을 직접 손으로 작업해야 하기 때문에 효율이 떨어지며, 동일한 형태를 가지는 제품의 제조가 어려운 단점을 지닌다. 압출법으로 제조되는 시트의 경우엔 다소 공정이 개선되었으나. 작업중에 발생되는 유독성 가스 등으로 작업환경이 취약할 뿐만 아니라 한가지 색상 또는 다색의 층을 이루는 시트만 제조가 가능한 문제점이 있다. 또한 이 2가지 공정은 프탈레이트계 가소제의 기화로 발생되는 가스로 인해 작업환경이 유해하여 작업자의 안전을 저해하는 요소를 지니고 있다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 독성을 가지는 프탈레이트계 가소제를 대체하여 유독 가스 등이 발생되지 않으며, 사출공정에 적합한 판재를 제조할 수 있는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법을 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법은 셀룰로오스 아세테이트에 가소제 및 첨가제를 투입하여 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 제조하는 과정 및 상기 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 펠릿 형태로 제조하는 과정을 포함한다.
상기 가소제 및 첨가제를 투입하기 전 상기 셀룰로오스 아세테이트의 수분함량을 낮추기 위해 건조하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 가소제는 글리콜계, 아디페이트계, 포스페이트계, 폴리에스터계 및 아디프산 폴리에스터계 가소제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 가소제의 함량은 상기 셀룰로오스 아세테이트 100중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부일 수 있다.
상기 가소제의 점도는 16 ~ 300 cps일 수 있다.
상기 첨가제는 열안정제, 가공조제, 활제, 충전제, 안료 및 점도조절제 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 상기 셀룰로오스 아세테이트 100중량부에 대하여 열안정제 0.5 ~ 1.5 중량부, 가공조제 1 ~ 3 중량부, 활제 0.5~3 중량부, 충전제 5 ~ 10 중량부, 안료 0.01 ~ 0.5 중량부, 점도조절제 5 ~ 10 중량부일 수 있다.
상기 점도조절제는 점도조절제로서 락트산(lactic acid) 또는 아크릴올리고머일 수 있다.
상기 펠릿형태로 제조하는 과정은 압출기를 통하여 용융 혼합 및 압출 후 절단하여 이루어질 수 있다.
상기 압출기의 다이 온도는 210 ~ 220℃이며, 상기 압출기 스크류의 회전속도는 250 ~ 300 RPM일 수 있다.
상기 압출기의 L/D 값은 20 이하일 수 있다.
본 발명에 의한 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 환경호르몬을 발생시키는 프탈레이트계 가소제의 함량을 줄이면서도, 일정한 가공성을 확보할 수 있으므로, 인체에 사용되는 안경테 등을 제조하는 사출용 판재를 제조할 수 있다.
둘째, 제조공정 중에 발생하는 가소제의 기화를 최소화 하고 용융점보다 열화온도를 높여 과열로 인한 불량 요소를 줄일 수 있다.
셋째, 단순한 가소제의 첨가만이 아니라, 열안정제, 가공조제, 활제, 충전제, 안료 및 점도조절제 등의 첨가제를 사용하여 안정성, 가공성, 생산성 등을 향상시킬 수 있다.
넷째, 사출공정을 사용함으로써 판재의 후가공이 불필요하며, 재료의 낭비를 줄일 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법의 공정도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법의 공정도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조 방법은 셀룰로오스 아세테이트 조성물 제조과정(S10) 및 펠릿 가공과정(S20)을 포함한다.
셀룰로오스 아세테이트에 가소제 및 첨가제를 혼합하여 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 제조한다(S20).
우선 셀룰로오스 아세테이트를 준비한다. 셀룰로오스 아세테이트가 파우더 형태로 되어 있어 수분을 제거하는 것이 바람직하다. 수분 제거는 통상적으로 건조오븐에서 가공온도보다 낮은 온도에서 제거될 수 있다. 향후 압출작업시 건조가 불충분한 경우 수증기가 발생되며 이에 의한 발포 현상이 나타나며 파우더가 호퍼 내부에 달라붙어 원료의 공급이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 셀룰로오스 아세테이트를 80℃에서 약 1시간동안 건조시키는 것이 바람직하다.
준비되는 셀룰로오스 아세테이트는 분자간 강한 수소결합에 의해 용융온도가 높다. 용융과정에서의 CA의 열분해를 방지하기 위해 CS2 또는 H2SO4와 같은 용매를 사용하여 용해시켜 사용한다. 치환되지 않은 -OH기를 제어할 경우 가공성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 아세테이트는 치환기의 함량이 약 39 ~ 50 중량%이며, 치환기로는 acetyl, butyrl, propionyl 등이 사용될 수 있으며, 치환기의 함량이 높을수록 연질이며 탄성이 좋아 진다. 사출용 소재로 사용하기 위해서는 치환도가 약 1.8 이상이어야 하며, 분자량이 약 50,000 ~ 70,000 범위의 제품이 적합하다.
상온에서 약 24시간 동안 필요한 가소제와 첨가제를 혼합하여 조성물을 제조한다.
본 발명에서, 셀룰로오스 아세테이트 조성물은 셀룰로오스 아세테이트에 가소제 및 첨가제를 혼합한 상태를 말한다.
가소제는 고무 또는 플라스틱의 가공성을 개선하는 동시에 제품의 유연성을 부여하기 위해 첨가되는 물질이다. 고분자의 분자 간에는 반데르발스 힘이 작용하고 그 힘의 크기에 따라 분자의 브라운 운동의 범위가 정해지고 탄성 번형의 범위가 결정된다. 따라서, 가소제는 고무나 플라스틱과의 혼합성이 좋고, 저휘발성, 열안정성, 저온유연성, 내유출성 등이 요구된다. 가소화효율은 일정 하중 하에서 일정비의 신장율(100%)를 나타내는 데 가소제의 질량, %에 의해 나타낸다.
가소제의 구조와 특성과의 관계는 1) 분자량이 높을수록 이행성이 줄어들고 휘발성문제가 줄어드나, 2) 가소화 효율 및 유연성이 줄어든다. 3) 에테르 group이나 프탈레이트 구조내의 할로겐과 같은 극성이 큰 구조를 가진 가소제는 유연화성질을 줄어들게 하고 내한성이 나쁘나, 4) 용해도를 개선시키고 지방족계 solvent의 내용매 추출성이 우수하다. 5) Alkyl Chain의 직쇄성이 높아질수록 저온 유연성과 가소성은 좋아지나 6) 전기적 저항특성이 나빠진다. 7) Ester Group간 거리(Ap/Po상수)가 클수록 용해도, 가소화율이 좋아진다. 8) 같은 chain길이의 Dihydric alcohol의 Ester보다 Dibasic acid ester가 용해성, 상용성, 가소화율이 높다.
본 발명에서는 환경호르몬을 유발하는 프탈레이트계의 가소제를 사용을 배제하고, 글리콜계, 아디페이트계, 포스페이트계, 폴리에스터계 및 아디프산 폴리에스터계 가소제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(Poly ethylene glycol, PEG300), 디이소노닐아디페이트(Diisononyl adipate, DINA), 아디프산폴리에스터(Adipic acid polyester, OLI-20N) 중에 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 가소제는 인화점 230℃ 이상, 점도 16 cps이상, 비중 0.9 ~ 1.2 범위인 것이 바람직하다. 가소제의 함량은 셀룰로오스 아세테이트 100 중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부 인 것이 바람직하다. 가소제의 함량이 10 중량부 미만의 경우 가소화 효율이 떨어져 제품이 유연성이 약하여 뻣뻣해질 수 있으며, 가공성 및 용융 온도 저하의 효과가 없다. 가소제의 함량이 40 중량부 초과의 경우 마이그레이션이 나타나며, 점도 저하로 인해 요구되는 강도를 맞출 수 없게 된다. 또한, 압출 및 사출 가공시에 가소제의 표면이행을 통하여 스크류에 액상의 가소제가 코팅되어 수지의 이동을 방해하게 되어 제대로 된 조성물을 제조할 수 없는 단점이 있다. 가소제의 점도는 16 ~ 300 cps인 것이 바람직하다. 이 범위에서는 셀룰로오스 아세테이트와 상온에서 혼합이 가능하나 점도가 높을 경우에는 가소제의 온도를 약 50℃ 정도로 올려야 뭉치지 않고 균일한 혼합이 가능하다.
상기 셀룰로오스 아세테이트 조성물에는 다양한 첨가제가 추가로 더 투입될 수 있다. 이때 첨가되는 첨가제는 각용도에 따라 다양하게 선택하는 것이 가능하다. 예를 들어 열안정제, 가공조제, 활제, 충전제, 안료 및 점도조절제 등이 사용될 수 있다.
열안정제는 연쇄 분해 반응을 억제하기 위해 첨가되는 것으로서, 0.5 ~ 1.5 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
가공조제는 용도에 따른 충격강도를 보완하거나, 작업성을 개선하기 위해 가공온도를 낮출 수 있도록 첨가되는 것으로서 1 ~ 3 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
활제는 성형시에 유동성을 양호하게 하거나 가공기기의 표면에 점착이 되는 것을 방지하기 위해 첨가되는 것으로서, 0.5~3 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
충전제는 원가절감 및 터치감 등을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로서, 5 ~ 10 중량을 첨가하는 것이 바람직하다.
안료는 사출 제품의 색상을 부여하기 위해 첨가되는 것으로서, 0.01 ~ 0.5 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량이 많은 경우에는 조성물의 점도 변화를 야기하여 최종 제품의 물성을 변화시킬 수 있으므로 0.1 중량부 미만으로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
점도조절제는 가소제 이외에 추가적으로 점도를 제어하기 위해 첨가되는 것으로 lactic acid 또는 액시드계 올리고머가 사용될 수 있다. 점도조절제는 5 ~10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 점도조절제를 투입하는 경우 가공시간을 단축할 수 있으며 가소 효과를 증대시킬 수 있다. 점도조절제의 첨가량이 5 중량부 미만인 경우 그 작용효과가 미미하며, 10 중량부 초과인 경우 순간적인 점도 변화폭이 증대되어 가공중에 온도 상승으로 인한 열화가 발생할 수 있다.
상기 첨가제는 1종 또는 그 이상으로 혼합하여 사용하는 것이 가능하고, 셀룰로오스 아세테이트의 조성물을 제조하는 과정에서 투입이 가능하다. 사용된 첨가제는 가공성을 개선하거나 물성을 보완하거나 분해를 억제하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 가소제가 수지로 흡수되는 흡수속도 및 조성물의 용융 용이성을 위해 사용되기도 한다.
제조된 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 용융 및 혼합하여 펠릿형태로 가공한다(S30). 이 때 이축 압출기를 사용하여 용융 및 혼합하여 펠릿형태로 제조할 수 있다. 이축 압출기의 다이온도는 약 210 ~ 220℃가 바람직하다. 다이온도가 고온인 경우에는 압출 다이 통과 후에 셀룰로오스 아세테이트 조성물의 열분해로 인하여 변색이 발생할 수 있다. 스크류의 회전 속도는 250 ~ 300 RPM인 것이 바람직하다.
셀룰로오스 아세테이트가 파우더 타입이라 일반적인 호퍼에서는 내부에 머물러 있을 수 있어 공급이 일정하게 이루어 지지 않을 수 있다. 따라서 사이드 피더를 이용하는 경우 보다 일정하게 압출기 스크류에 원료를 공급할 수 있다.
압출기를 사용하여 용융이 되는 경우 스크류의 체류시간이 길어질수록 온도 편차가 균일하지 않아 제조되는 펠릿의 투명도가 저하되며, 갈색으로 변색되는 문제점이 있다. 따라서, 체류시간과 L/D값을 조절하여 변색을 방지하여야 한다. L/D값은 20 이하 인 것이 바람직하다.
압출기 스크류를 통하여 제조된 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드는 다이 헤드에 커터를 통하여 펠릿형태로 제조된다.
펠릿형태로 제조된 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드는 다양한 가공기를 통하여 제품으로 성형될 수 있다. 사출기를 통하여 판재를 형성하는 것도 가능하다. 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드 펠릿의 내부 수분함량은 약 0.7 ~ 1.47% 정도이다. 건조에 따라 감소되는 수분 함유량과 실제 사출물의 외관을 비교하여 최대 수분 함유량을 결정해야 하며, 사출성형성을 확보하기 위해서는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드 내부의 수분 함유량을 0.5% 이하로 관리할 필요가 있다.
실시예를 통하여 본 발명에 대해 보다 자세하게 설명한다. 셀룰로오스 아세테이트 조성물의 가공 특성을 평가하기 위해 CA 컴파운드를 압출기를 통하여 펠렛형태로 제조하였다
[실시예 1]
실시예 1에서는 CA398-30 100g, CDP 10g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 215-210-210-210℃로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 283, 21, 8 rpm 이었다. 실시예 1를 통하여 제조한 결과 초기에 스크류별 속도 제어가 어려웠으며, 스크류상에 머무르는 시간이 길어지는 경우 시간에 따른 변색이 발생하였다. 변색이 발생되지 않는 경우 비교적 투명하면 광택을 유지하였다.
[실시예 2]
실시예 2에서는 CA398-30 100g, CDP 10g, 색소, 열안정제(BZ-170T 2g)을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 215-210-210-210℃로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 290, 20, 8 rpm 이었다. 실시예 2를 통하여 열안정제 투입에 따른 열분해 억제 효과를 확인하였다. 압출 특성이 양호하며, 연신이 가능하고 전체적인 균일한 형태를 유지하였다.
[실시예 3]
실시예 3에서는 CA398-30 100g, CDP 10g, 색소, 점도조절제(Lactic acid 5g)을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 215-210-210-210℃로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 290, 20, 10 rpm 이었다. 실시예 3을 통하여 점도조절제로서 Lactic acid 첨가시 점도조절효과를 확인하였다. Lactic acid 첨가가 점도가 변화되며 컷팅 불균일, 다이스웰링이 발생하는 것을 확인하였다.
[실시예 4]
실시예 4에서는 CA398-30 100g, PEG 300 10g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 215-210-210-210℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 290, 19, 11 rpm 이었다. 실시예 4을 통하여, PEG 가소화 효과를 확인하였다. 압출특성이 우수하였으며, 배합 중 투명성이 제일 우수하였으며, 광택을 유지하였다.
[실시예 5]
실시예 5에서는 CA398-30 100g, PEG 300 7g, CDP 7g, 열안정제(BP-50NE) 2g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 210-205-205-205℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 300, 19, 12 rpm 이었다. 실시예 5을 통하여, 복합 가소제 사용에 따른 특성을 평가하였다. 변색이 발생하였지만 가공은 양호하였고, 제품의 경우 부러지지 않고 꺾이는 것을 확인하였다.
[실시예 6]
실시예 6에서는 CA398-30 100g, PEG 300 7g, 열안정제(BZ-170T) 1g, 점도조절제(Lactic acid) 3g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 210-205-205-205℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 300, 19, 10 rpm 이었다. 실시예 6을 통하여, 점도조절제로서 Lactic acid 첨가시 점도조절효과를 확인하였다. Lactic acid 첨가로 인하여 점도차이가 발생하였으며, 가소제 및 첨가제의 혼합이 다소 불균일하여 부분적인 색상차이 발생함을 확인하였다.
[실시예 7]
실시예 7에서는 CA398-30 100g, PEG 300 5g, 점도조절제(아크릴 올리고머) 5g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 210-205-205-205℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 300, 19, 8 rpm 이었다. 실시예 6을 통하여, 아크릴 올리고머의 가소화 효과 및 가공성 개선 효과를 확인하였다. 아크릴 모노머 사용시에 가소화효과가 우수하나 휘발을 대비하여 아크릴 올리고머를 사용한 것으로 점도 차이에 의해 1차 혼합시 부분적이 농도 차이가 발생되어 펠렛의 색상 차이가 발생하는 것을 확인하였다.
[실시에 8]
실시예 8에서는 CAP482-20 100g, DINA 100g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 200-200-190-180℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 235~240, 19, 15 rpm 이었다. 실시예 8을 통하여, 셀룰로오스 아세테이트를 변경하여 가공성이 향상여부를 확인하였다. CA에 비해 용융작업온도가 낮아 펠렛이 안정적으로 제조되었으며, 투명성이 우수하고 광택이 우수하였다. 비교적 압출 특성이 우수하나 안정화까지 초기 압출물의 조성비 차이가 예상된다.
[실시예 9]
실시예 9에서는 CAP482-20 100g, OLI-20N 10g을 혼합한 후 압출기 온도(어댑터-다이-실린더-스크류)를 각각 200-200-190-180℃ 로 하여 압출 성형한 후 커팅기를 이용하여 펠릿으로 제조하였다. 이때, 메인 스크류의 속도, 피더 스크류의 속도 및 커팅 스크류의 속도는 각각 235~240, 19, 15 rpm 이었다. 실시예 9을 통하여, 가소화 효과를 극대화하기 위해 가소제를 변경하여 가공성이 향상여부를 확인하였다. 압출특성이 우수하고, 투명성과 광택이 우수하였다. 가소제의 점도로 인하여 1차 혼합이 다소 어려우며, 가소제를 가열하여 점도를 조절하여 1차 혼합시 분산성이 증대될 것으로 판단된다.
이와 같이 본 발명에서는 가소제 및 첨가제를 활용하여 용융점을 저하시키고, 체류시간과 용융 온도 제어를 통하여 사출 성형성이 확보된 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드를 제조할 수 있다. 이를 통하여 사출 시트 및 안경제품의 제조에 사용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 셀룰로오스 아세테이트에 가소제 및 첨가제를 투입하여 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 제조하는 과정; 및
    상기 셀룰로오스 아세테이트 조성물을 펠릿 형태로 제조하는 과정;
    을 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가소제 및 첨가제를 투입하기 전 상기 셀룰로오스 아세테이트의 수분함량을 낮추기 위해 건조하는 과정을 더 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가소제는 글리콜계, 아디페이트계, 포스페이트계, 폴리에스터계 및 아디프산 폴리에스터계 가소제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가소제의 함량은 상기 셀룰로오스 아세테이트 100중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부 인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가소제의 점도는 16 ~ 300 cps인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 첨가제는 열안정제, 가공조제, 활제, 충전제, 안료 및 점도조절제 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 첨가제의 함량은 상기 셀룰로오스 아세테이트 100중량부에 대하여 열안정제 0.5 ~ 1.5 중량부, 가공조제 1 ~ 3 중량부, 활제 0.5~3 중량부, 충전제 5 ~ 10 중량부, 안료 0.01 ~ 0.5 중량부, 점도조절제 5 ~ 10 중량부 인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 점도조절제는 점도조절제로서 락트산(lactic acid) 또는 아크릴올리고머인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 펠릿형태로 제조하는 과정은 압출기를 통하여 용융 혼합 및 압출 후 절단하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 압출기의 다이 온도는 210 ~ 220℃이며, 상기 압출기 스크류의 회전속도는 250 ~ 300 RPM인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 압출기의 L/D 값은 20 이하인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 아세테이트 컴파운드의 제조방법.
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