본 발명자들은 합성 화합물, 점토 광물 또는 진주암, 송지암, 흑요석 등의 천연 화산 유리로부터 얻어지는 무기 분말에 관해서 검토를 거듭한 결과, 원래 천연물이 함유하는 철분 등, 착색하여 수지 배합제로서 바람직하지 못한 불순물을 적절한 산처리에 의해서 입자 표면에서 제거함으로써 실용상 문제가 되지 않는 레벨까지 개선 가능한 것을 발견했다. 또한, 잔존하는 철분은 자외선을 흡수하는 작용을 갖는다. 일반적으로 농업용 필름은 옥외 노출시 수지의 자외선 열화를 방지하기 위해서 자외선 흡수제를 첨가하여 사용하는 경우가 있지만, 해당 수지용 배합제를 이용함으로써 다른 유기계 자외선 흡수제를 감배(減配)하는 것이 가능해진다. 더구나 알루미나 등 금속 산화물 함유량의 조정에 의해 목적으로 하는 굴절율에 합치시 키는 것도 가능하고, 보온성이나 안티블로킹성이 우수한 보온제나 안티블로킹제 등의 수지용 배합제로서 매우 유용하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따르면, 유리 분말로 구성되는 수지용 배합제에 있어서, 상기 유리 분말은
(1) 하기 조성:
SiO2; 40 내지 90 중량%
Al2O3; 1.5 내지 55 중량%
Fe2O3; 0.01 내지 2.0 중량%를 지니고,
(2) 11 N 황산을 이용하여, 95℃ ×2 시간의 산처리를 수행했을 때에 용출하는 철분(Fe2O3) 양이 총 철분 양의 20 중량% 이하이며,
(3) 강열감량(1050℃)이 10 중량% 이하이며,
(4) 굴절율이 1.46 내지 1.54 범위인 것을 특징으로 하는 수지용 배합제가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 수지 100 중량부에 대해 상기 수지용 배합제 0.1 내지 25 중량부를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 보온성이 우수한 수지 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 수지 100 중량부에 대해 상기 수지용 배합제 0.01 내지 5 중량부를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 안티블로킹성이 우수한 수지 조성물이 제공된다.
본 발명에 있어서 수지용 배합제로서 이용하는 유리 분말은,
(A) 9% 수성 슬러리로 측정했을 때의 전기 전도도가 150 μS·cm-1 이하인 것,
(B) 25℃, 75% RH 및 24시간에 있어서의 평형 수분율이 5 중량% 이하인 것,
(C) 레이저 회절법으로 측정한 체적 기준의 중위 직경(D50)이 0.1 내지 20 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
[수지용 배합제]
본 발명의 수지용 배합제는 특히, 합성 화합물, 점토 광물 및 진주암, 송지암, 흑요석 등의 천연 화산 유리로부터 용이하게 제조할 수 있다고 하는 이점을 갖는 것으로, 이 유리 분말의 조성은 다음과 같다:
SiO2; 40 내지 90 중량%, 바람직하게는 45 내지 85 중량%
Al2O3; 1.5 내지 55 중량%, 바람직하게는 2.0 내지 50 중량%
Fe2O3; 0.01 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.03 내지 1.5 중량%.
상기 유리 분말은 상기 범위 내에서 실리카분(SiO2), 알루미나분(Al2O3) 및 철분(Fe2O3)을 함유하고 있지만, 특히 중요한 것은 일정량의 알루미나분(Al2
O3) 및 철분(Fe2O3)을 함유하고 있는 점에 있다.
즉, 수지용 배합제로서 사용하기 위해서는, 철분은 착색의 원인이 되기 때문에 산처리에 의해 전부 제거하는 것이 바람직하지만, 이것을 실현시키기 위해서는 매우 고도한 산처리가 필요하다. 따라서 후술하는 바와 같이 본 발명에서는 상기한 범위에서 철분을 함유하고 있지만, 입자 표면에서의 철분 농도를 낮게 억제하고 있기 때문에 실용상의 문제는 작다. 이러한 양으로 철분이 존재하고 있는 결과, 후술하는 실시예로 측정한 도 3의 uv-가시광선 흡수 스펙트럼으로부터 명백히 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 자외 영역(200 nm∼400 nm)에 큰 흡수 피크를 나타내는 것이다. 또한, 철분 양이 상기 범위보다도 많으면, 착색 등의 문제를 무시할 수 없을 정도의 레벨이 되고, 상기 범위보다도 적으면 수지용 배합제를 천연 원료로부터 합성하는 것은 비용적으로도 기술적으로도 어려워, 자외선 흡수 작용을 기대할 수 없다.
또한, 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 11 N 황산을 이용하여, 95℃× 2시간의 산처리를 수행했을 때에 용출하는 철분 양이 총 철분 양의 20 중량% 이하, 특히 18 중량% 이하이다.
즉, 발명의 수지용 배합제(유리 분말)는 전술한 범위 내의 양으로 철분을 함유하고 있지만, 상기 산처리로 용출하는 철분 양은 매우 소량이거나, 혹은 전혀 용출하지 않는다. 이는 상기 유리 분말에 포함되어 있는 철분은 대부분이 입자의 중심에 존재하고 있어, 입자 표면에는 철분이 거의 존재하지 않는다는 것을 의미한다.
이 결과, 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 철분을 함유하고 있음에도 불구하고 그 착색 경향은 비교적 작다.
또한, 본 발명의 수지용 배합제는 1.46 내지 1.54, 특히 1.47 내지 1.53의 굴절율을 지니고, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리염화비닐 등의 수지에 가까운 굴절율을 지녀, 이들 수지의 투광성 등의 광학적 성질을 저하시키는 일이 없다. 이것은 알루미나분 함량이 상기 범위에 있는 것에 기인하고 있어, 알루미나분 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 굴절율도 상기 범위를 벗어나게 되어버려, 수지와의 굴절율 차이가 커져 투광성을 저하시키는 등, 수지용 배합제의 용도로서 부적당하게 되어 버린다.
또한, 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 강열감량(1050℃)이 10 중량% 이하여야 한다. 즉, 이러한 유리 분말로 구성되는 본 발명의 수지용 배합제는 도 7에 나타낸 바와 같은 시차 열 곡선을 나타내고, 0℃에서 350℃까지 가열했을 때에 흡열 피크를 나타내지 않고, 수지에 배합했을 때의 발포 경향이 거의 없다.
이미 기술한 바와 같이, 수지용 배합제로서 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 실리카분, 알루미나분 및 철분을 필수 성분으로서 함유하고 있지만, 통상, 불가피한 불순물로서 Na, K 등의 알칼리 금속, Ca 등의 알칼리토류 금속 및 Mg, Ti 등을 총 0.5 내지 35 중량%(산화물 환산)로 함유하고 있다.
또한, 상기와 같은 불가피한 불순 금속 성분을 소량 포함하고 있기 때문에, 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 9% 수성 슬러리로 측정했을 때의 전기 전도도가 150 μS·cm-1 이하이며, 이러한 전기적 성질을 가지고 있는 것도 본 발명인 수지용 배합제의 특징중 하나이다.
더욱 본 발명에서 이용하는 유리 분말은 BET 비표면적이 25 m2/g 이하로 억 제되고, 또한, 25℃, 75% RH 및 24시간에서의 평형 수분율이 5 중량% 이하로 되어 있다. 이러한 표면 특성을 가지고 있기 때문에 이러한 유리 분말로 이루어지는 본 발명의 수지용 배합제는 복수(復水)의 문제가 적어, 수지에 이겨넣었을 때나, 필름을 히트 시일할 경우, 수분의 이탈에 따르는 발포의 문제가 효과적으로 해소된다. 또한, 수지 성형 후의 옥외 노출시 흡습, 흡수에 의한 투명성 상실은 발생되지 않는다.
본 발명의 수지용 배합제는 레이저 회절법으로 측정한 체적 기준의 중위 직경(D50)이 0.1 내지 20 ㎛의 범위가 되도록 입도 조정되어 있는 것이 바람직하다. 일반적으로, 레이저 회절법으로 측정되는 체적 기준의 중위 직경(D50)은 분산 입자 지름(전자 현미경 등으로 관찰되는 입자 지름이 거의 여기에 해당함)보다 미세하지만, 상기 범위 내의 중위 직경이면, 입자간 응집의 정도도 적절하고, 수지 중으로의 분산 정도도 양호하게 유지된다.
전술한 유리 분말로 이루어지는 본 발명의 수지용 배합제는 저발포성이며, 또한 필름 형성용 수지에 가까운 굴절율을 가지고 있다고 하는 성질을 가지고 있지만, 특히 보온성이나 안티블로킹성이 우수하여, 보온제나 안티블로킹제 등의 수지 필름용 배합제로서 특히 유용하다.
예컨대, 도 6에 나타내는 본 발명의 수지용 배합제의 IR 스펙트럼을 참조했으면 한다. 이 IR 스펙트럼에 따르면, 본 발명의 수지용 배합제는 파수가 약 1000 cm-1의 영역에 매우 큰 흡수 피크를 가지고 있는 것을 확인할 수 있다.
일반적으로, 일정 온도에 있는 흑체와, 그 흑체로부터 복사되는 전자파의 에너지가 최대가 되는 파장과의 사이에는, 빈(Wien)의 법칙이라고 불리는 일정한 관계가 있어, 실온 근처의 온도와 극대 에너지 파장과의 관계를 나타내면 다음과 같다.
온도(℃) 극대 에너지 파장(㎛)
5 10.42
10 10.24
15 10.06
20 9.89
25 9.73
이 사실로부터, 상온 내지 그 근처의 온도의 물체로부터 방사되는 복사선을 유효하게 흡수한다고 하는 목적에는 극대 에너지 파장 근처의 적외선(파수 약 1000 cm-1)의 흡수가 중요하여, 파수가 약 1000 cm-1의 영역에 매우 큰 흡수 피크를 갖는 본 발명의 수지용 배합제는 우수한 보온 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
사실, 후술하는 실시예 6으로부터 명백히 확인할 수 있는 바와 같이, 파수가 2500∼400 cm-1에서의 IR 스펙트럼의 흡수 피크 면적을 흑체에 대한 비율로 종래 공지의 보온제와 비교하면, 본 발명의 수지용 배합제는 46.3%이며, 이러한 실시예로부터도 본 발명의 수지용 배합제가 종래 공지의 보온제와 동등 혹은 그 이상의 보온성을 가지고 있다는 것을 확인할 수 있다.
더욱이, 후술하는 실시예 7의 실험 결과를 나타내는 표 4에는 본 발명의 수지용 배합제를 배합한 수지 필름에 관한 정지 마찰 계수(SCOF)가 종래 공지의 안티블로킹제가 배합된 수지 필름과 비교되어 있지만, 이러한 실험 결과에 따르면 본 발명의 수지용 배합제가 배합된 수지 필름은 다른 수지 필름과 비교하더라도 작은 마찰 계수를 가지고 있어, 본 발명의 수지용 배합제가 안티블로킹제로서도 매우 유용하다는 것을 확인할 수 있다.
[제조법]
본 발명에 있어서, 수지용 배합제로서 이용하는 유리 분말은 합성 화합물, 점토 광물, 또는, 진주암, 송지암, 흑요석 등의 천연 화산 유리를 출발 원료로 하여 용이하게 제조할 수 있다.
구체적으로는, 카올린 등의 점토 광물을 주원료, 그 밖의 합성 화합물 등을 배합 조성 조정용의 부원료로서 이용한다. 또한, 원료 전부를 단일 합성 화합물로 하는 것도 가능하다.
예컨대, 실리카원으로서는 분말 실리카, 규산소다 등의 규산알칼리, 혹은 카올린 등의 점토 광물을 사용할 수 있다.
또한, 알루미나원으로서는 수산화알루미늄, 알루민산알칼리 및 카올린 등의 점토 광물을 사용할 수 있다.
더욱, 철원으로서는 황산 제1철암모늄 등의 철 화합물을 사용할 수 있다.
또한 필요에 따라, 소다분이나 칼륨분 등의 알칼리원으로서 탄산소다, 가성소다, 규산소다, 탄산칼륨 등을 사용할 수 있고, 칼슘 등의 알칼리토류 금속원으로 서 탄산칼슘 등을 이용할 수 있다.
이들 각종 금속원을 혼합하여 수성 슬러리(페이스트)를 조제하고, 이것을 용융하여 유리화한다.
또한, 규산소다 등의 알칼리원을 약간 많이 배합해 둠으로써 플럭스로서 기능하여, 비교적 저온(예컨대 900 내지 1100℃ 정도)에서의 용융에 의해 유리화할 수 있다.
또한, 천연 화산 유리를 적절히 분쇄하고, 이것을 900 내지 1100℃로 가열하여 발포시킨다. 이 방법으로 얻어진 유리도 카올린 등의 점토 광물로부터 합성한 유리와 동등한 물리적 화학적 특성을 갖는다.
상기한 바와 같이 하여 얻어진 유리를 분쇄한 후, 산처리한다. 산처리는 상기한 성능을 얻을 수 있는 것이면 어떠한 방법이라도 좋다. 바람직하게는, 과잉인 알칼리 성분의 용탈을 목적으로 한 비교적 마일드한 산처리 및 철분의 용탈를 목적으로 한 산처리의 2단계로 행하는 것이 좋다. 과잉인 알칼리 성분의 용탈을 목적으로 한 산처리 개시시의 산농도는 0.2 내지 0.6 N 정도로 하는 것이 좋으며, 또한 산으로서는 황산이 최적이며, 산처리 온도는 25 내지 95℃ 정도가 좋다. 이것보다도 고농도 또는 고온에서 산처리를 하면, 과잉인 알칼리 성분에 더하여, 필수 성분인 알루미나 등의 용출이 현저해진다. 또한 철분의 용탈을 목적으로 한 산처리 개시시의 산농도는 2 내지 33 N 정도로 하는 것이 좋으며, 산처리 온도는 60 내지 100℃ 정도가 좋다. 이것보다도 고농도 또는 고온에서 산처리를 하더라도 철분 용출량의 대폭적인 증가는 기대할 수 없어 경제적이지 않다. 또, 과잉인 알칼리 성분 배합량이 적은 경우에는 전자의 산처리를 생략할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기와 같은 산처리를 행함으로써 입자 표면 부분에 존재하는 철분만을 제거할 수 있어, 그 결과, 철분 양이 전술한 범위로 조정되는 동시에, 11 N 황산을 이용한 산처리에 의해 용출하는 철분 양을 전술한 범위 내로 할 수 있고, 또한 소정의 굴절율을 갖는 수지용 배합제를 얻는 것이 가능해진다.
상기한 산처리가 종료한 후, 충분히 수세하고, 건조한 후, 미분쇄를 행하여, 본 발명의 수지용 배합제를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 미분쇄 완료 후에, 필요에 따라 표면 처리를 행하여 수지에 대한 분산성을 높일 수 있다. 예컨대, 이 수지용 배합제를 보온제로서 이용하는 경우에는 후기하는 바와 같이, 수지 중에 비교적 다량으로 배합되기 때문에, 표면 처리를 행해 두는 것이 특히 바람직하다.
이러한 표면 처리는 유기 혹은 무기의 조제를 이용하여 행할 수 있다.
유기 조제로서는, 스테아린산, 팔미틴산, 라우린산 등 및 이들의 칼슘염, 아연염, 마그네슘염, 바륨염 등의 금속 비누, 실란계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 티탄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제, 각종 왁스류, 미변성 내지 변성의 각종 수지(예컨대 로진, 석유 수지 등) 등을 예시할 수 있고, 그 표면 처리량(코팅량)은 미처리 수지용 배합제당 0.01 내지 15 중량%, 특히 0.1 내지 10 중량%의 범위가 적합하다.
또한, 무기 조제로서는, 에어로실, 소수 처리 에어로실 등의 미립자 실리카, 규산칼슘, 규산마그네슘 등의 규산염, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄 등의 금 속 산화물, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 금속 수산화물, 탄산칼슘 등의 금속 탄산염, A형, P형 등의 합성 제올라이트 및 그 산처리물 또는 그 금속 이온 교환물로 이루어지는 정형 입자를 전술한 미처리 수지용 배합제에 블렌드 내지 잠족하여 사용할 수도 있다. 또한, 실란계, 티타늄계 혹은 지르코늄계의 커플링제를 이용할 수도 있다.
이들 무기계 조제는 미처리 수지용 배합제당 0.01 내지 15 중량%, 특히 0.1 내지 10 중량%의 양으로 이용하는 것이 좋다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 수지용 배합제는 합성 화합물, 점토 광물, 천연 화산 유리를 출발 원료로서 사용하여 제조할 수 있기 때문에, 제조 비용을 매우 염가로 할 수 있다.
[용도]
본 발명의 수지용 배합제는 전술한 바와 같이 표면이 미처리 상태로 있더라도 전술한 특성을 나타내고, 특히 보온제나 안티블로킹제로서, 다른 무기성분, 유기성분 및 각종 배합제와 같이, 각종의 수지에 배합할 수 있다.
조합하여 사용하는 무기성분으로서는 하이드로탈사이트류, 리튬·알루미늄·카르보네이트, 제올라이트, 미분규산, 알루미나, 탄산마그네슘, 염기성탄산마그네슘, 아타팔가이드, 카올린, 카본블랙, 그래파이트, 규산칼슘, 규조토, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 슬레이트 분말, 견운모, 플린트, 탄산칼슘, 탈크, 장석, 준장석, 이황화몰리브덴, 바라이트, 버미큘라이트, 화이팅, 운모, 납석클레이, 석고, 탄화규소, 지르콘, 유리비드, 시라스팔룬, 아스베스트, 유리섬유, 카본섬유, 락 울, 슬래크 울, 보론위스커, 스테인레스강섬유, 티탄백색, 아연화, 적산화철, 철흑, 황색산화철, 티탄옐로, 산화크롬그린, 군청, 감청 등을 들 수 있다. 이들은 1종 혹은 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
유기성분으로서는 가소제, 윤활제, 대전방지제, 방담제/방무제, 자외선 흡수제, 광안정제, 산화방지제, 저융점 수지 등이 있어, 각각 필요에 따라서 이용할 수 있다. 이하, 각각 관하여 예시한다.
[가소제]
가소제로서는 부틸스테아레이트, P-톨루엔설포아마이드, D-니트로비페닐, 디시클로헥실·프탈레이트, 디에틸렌·글리콜·디벤조에이트, 트리페닐포스페이트 등을 들 수 있다.
[윤활제]
윤활제는 일반적으로 폴리올레핀 필름에 사용되는 것 전부를 적용할 수 있다. 윤활제는 (가) 유동, 천연 또는 합성 파라핀, 마이크로왁스, 폴리에틸렌왁스, 염소화폴리에틸렌왁스 등의 탄화수소계의 것, (나) 스테아린산, 라우린산 등의 지방산계의 것, (다) 스테아린산아미드, 팔미틴산아미드, 올레인산아미드, 에실산아미드, 메틸렌비스스테아로아미드, 에틸렌비스스테아로아미드 등의 지방산모노아미드계 또는 비스아미드계의 것, (라) 부틸스테아레이트, 경화피마자기름, 에틸렌글리콜모노스테아레이트 등의 에스테르계의 것, (마) 세틸알코올, 스테아릴알코올 등의 알코올계의 것, (바) 스테아린산아연, 스테아린산칼슘 등의 금속 비누 및 (사) 이들의 혼합계가 일반적으로 이용되지만, 특히 지방산모노아미드계 또는 비스아미 드계가 바람직하다.
[대전방지제]
대전방지제는 일반적으로 폴리올레핀 필름에 사용되는 것 전부를 적용할 수 있다. 대전방지제로서는 (가) 제1급 아민염, 제3급 아민, 제4급 암모늄화합물, 피리딘 유도체 등의 양이온계의 것, (나) 황산화유, 비누, 황산화에스테르유, 황산화아미드유, 올레핀의 황산에스테르염류, 지방알코올황산에스테르염, 알킬황산에스테르염, 지방산에틸술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬벤젠술폰산염, 호박산에스테르술폰산염, 인산에스테르염 등의 음이온계의 것, (다) 다가알코올의 부분적 지방산에스테르, 지방알코올의 에틸렌옥사이드 부가물, 지방산의 에틸렌옥사이드 부가물, 지방아미노 또는 지방산아미드의 에틸렌옥사이드 부가물, 알킬페놀의 에틸렌옥사이드 부가물, 알킬나프톨의 에틸렌옥사이드 부가물, 다가알코올의 부분적 지방산에스테르의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜 등의 비이온계의 것, (라) 카르복실산 유도체, 이미다졸린 유도체 등의 양성계의 것을 일반적으로 사용할 수 있지만, 특히 비이온계, 그 중에서도 폴리옥시에틸렌알킬아민이나 폴리옥시에틸렌알킬아미드 내지 이들의 지방산에스테르, 글리세린의 지방산에스테르 등이 바람직하다.
[방담제/방무제]
방담제로서는 스테아린산모노글리세라이드, 올레인산모노글리세라이드, 폴리글리세린올레인산에스테르, 소르비탄모노라우레이트, 소르비탄모노팔미테이트, 소르비탄모노스테아레이트 및 소르비탄모노올레이트 등의 지방산염계 화합물, 플루오 로알킬기, 플루오로알케닐기 등을 함유하는 고분자 혹은 저분자의 계면활성제, 폴리에테르 변성 실리콘오일, 카르복실 변성 실리콘오일, 카르비놀 변성 실리콘오일, 아미노 변성 실리콘오일 등의 실리콘계 계면활성제, 콜로이드성 실리카, 알루미나졸 등의 무기계 화합물을 들 수 있다.
또한, 방무제로서는 퍼플루오로알킬술폰산염, 퍼플루오로알킬카르복실산염, 퍼플루오로알킬트리메틸암모늄산염, 퍼플루오로알킬인산에스테르 등의 불소계 계면활성제를 들 수 있다. 더욱, (A) 탄소수 4 내지 20개의 불소기를 함유하는 불포화에스테르와 다른 공중합할 수 있는 화합물과의 공중합 올리고머와, (B) 1개 이상의 불소기알킬렌옥사이드기를 1개 갖는 불소계 계면활성제와의 혼합물이며, 중량비로 (A):(B)=5:95 내지 90:10인 것도 사용할 수 있다.
유기계의 방담제 혹은 방무제에 관해서는 각종 수지에 이겨넣어 조합하더라도 상관없고, 무기계의 방담제 혹은 방무제에 관해서는 필름의 내층에 도포하여 사용하더라도 상관없다.
[자외선 흡수제]
자외선 흡수제로서는 예컨대, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 5,5'-메틸렌비스(2-히드록시-4-메톡시벤조페논) 등의 2-히드록시벤조페논류; 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-제3부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-제3옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디크밀페닐)벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스(4-제3옥틸-6-벤조트리아졸릴)페놀 등의 2-(2'-히드록시페닐)벤조트리아졸류를 들 수 있다.
[광안정제]
광안정제로서는 힌다드아민계 광안정제 등을 들 수 있고, 예컨대, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜스테아레이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜스테아레이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜벤조에이트, N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)도데실호박산이미드, 1-〔(3,5-디제3부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시에틸〕-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-(3,5-디제3부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-2-부틸-2-(3,5-디제3부틸-4-히드록시벤질)말로네이트, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)헥사메틸렌디아민, 테트라(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부탄테트라카르복실레이트, 테트라(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)부탄테트라카르복실레이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)·디(트리데실)부탄테트라카르복실레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)·디(트리데실)부탄테트라카르복실레이트, 3,9-비스〔1,1-디메틸-2-{트리스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜옥시카르보닐옥시)부틸카르보닐옥시}에틸〕-2,4,8,10-테트라옥사스피로〔5.5〕운데칸, 3,9-비스〔1,1-디메틸-2-{트리스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜옥시카르보닐옥시)부틸카르보닐옥시}에틸〕-2,4,8,10-테트라옥사스피로〔5.5〕운데칸, 1,5,8,12-테트라키스〔4,6-비스{N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부틸아미노}-1,3,5-트리아진-2-일〕-1,5,8,12-테트라아자도데칸, 1-(2-히드록시에틸)-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀/호박산디메틸축합물, 2-제3옥틸아미노-4,6-디클로로-s-트리아진/N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메 틸-4-피페리딜)헥사메틸렌디아민 축합물, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)헥사메틸렌디아민/디브로모에탄 축합물 등을 들 수 있다.
[페놀계 산화방지제]
페놀계 산화방지제로서는 예컨대, 비스페놀 A, 비스페놀 B, 비스페놀 F, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 스테아릴(3,5-디제3부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트, 디스테아릴(3,5-디제3부틸-4-히드록시벤질)포스포네이트, 1,6-헥사메틸렌비스[(3,5-디제3부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥사메틸렌비스 [(3,5-디제3부틸-4-히드록시페닐)프로피온산아미드], 비스〔3,3-비스(4-히드록시-3-제3부틸페닐)부틸릭애시드〕글리콜에스테르, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-제3부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리스(2,6-디메틸-3-히드록시-4-제3부틸벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디제3부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 트리에틸렌글리콜비스〔(3-제3부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트〕등을 들 수 있다.
[유황계 산화방지제]
유황계 산화방지제로서는 예컨대, 티오디프로피온산디라우릴, 디밀리스틸, 디스테아릴 등의 디알킬티오디프로피오네이트류 및 펜타에리스리톨테트라(β-도데실머캅토프로피오네이트) 등의 폴리올의 β-알킬머캅토프로피온산에스테르류를 들 수 있다.
[포스파이트계 산화방지제]
포스파이트계 산화방지제로서는 예컨대, 트리스(2,4-디제3부틸페닐)포스파이 트, 트리스〔2-제3부틸-4-(3-제3부틸-4-히드록시-5-메틸페닐티오)-5-메틸페닐〕포스파이트, 트리데실포스파이트, 옥틸디페닐포스파이트, 디(데실)모노페닐포스파이트, 디(트리데실)펜타에리스리톨디포스파이트, 디스테아릴펜타에리스리톨디포스파이트, 디(노닐페닐)펜타에리스리톨디포스파이트 등을 들 수 있다.
[지방산 및 그 금속염]
고급 지방산으로서는 탄소수 10 내지 22, 특히 14 내지 18의 포화 내지 불포화지방산, 예컨대 카프론산, 운데칸산, 라우린산, 미리스트산, 팔미틴산, 마가린산, 스테아린산, 아라킨산 등의 포화 지방산, 린데르산, 츠주산(tsudzuic acid), 페트로세린산, 올레인산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등이 사용된다. 그 중에서도 스테아린산이 적합하다. 지방산은 물론 우지 지방산, 야자유 지방산, 팜유 지방산 등의 혼합 지방산이라도 좋다.
알칼리 금속 비누란 지방산 알칼리 금속염 또는 지방산 암모늄염이며, 구체적으로는 탄소수 6∼22의 지방산, 예컨대 카프론산, 카프릴산, 라우린산, 미리스트산, 팔미틴산, 스테아린산, 아라키딘산, 베헤닌산, 이소스테아린산, 올레인산, 리놀산, 리놀렌산, 리시놀산, 12-히드록시스테아린산, 혹은 이들의 혼합물 등의 알칼리 금속염 또는 암모늄염이 이용된다.
[아마이드, 아민]
고급 지방산아마이드, 에루카산아미드, 올레일팔미트아마이드, 스테아릴에루카미드, 2-스테아로미드에틸스테아레이트, 에틸렌비스지방산아마이드, N,N,-올레오일스테아릴에틸렌디아민, 디에틸톨루아미드, N,N,-비스(2-히드록시에틸)알킬 (C12∼C18)아마이드, N,N'-비스(히드록시에틸)라우로아마이드, N-알킬(C10∼C
18)트리메틸렌디아민과 반응한 올레인산, 지방산 디에탄올아민, 디-(히드록시에틸)디에틸렌트리아민모노아세테이트의 디스테아린산에스테르
[1가, 다가 알코올의 지방산 에스테르]
스테아린산 n-부틸, 수소첨가 로진메틸에스테르, 세바식산디부틸(n-부틸), 세바친산디옥틸(2-에틸헥실, n-옥틸 모두)글리세린 지방산에스테르, 펜타에리스리톨테트라스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 지방산에스테르, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디올레에이트, 폴리에틸렌글리콜 야자 지방산 디에스테르, 폴리에틸렌글리콜 톨유 지방산 디에스테르, 에탄디올몬탄산디에스테르, 1,3-부탄디올몬탄산디에스테르, 디에틸렌글리콜스테아린산디에스테르, 프로필렌글리콜 지방산 디에스테르, 트리글리세라이드왁스, 수소첨가 식용유지, 12-히드로옥시스테아린산의 글리세린에스테르, 스팜아세티왁스, 몬탄왁스, 카루나바왁스, 밀랍, 목납, 일가 지방산알코올과 지방산 포화산에스테르, (예: 경화 경유 라우릴스테아레이트, 스테아릴스테아레이트), 라놀린, 폴리에틸렌왁스, 폴리프로필렌왁스, 산화폴리에틸렌왁스, 산변성 폴리올레핀왁스, 에폭시변성 폴리에틸렌왁스, 석유계 왁스.
이들의 왁스류 중에서도 왁스류 1 g에 대해, 카르복실산, 카르복실산무수물, 카르복실산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산아미드, 케톤, 에테르, 수산기 등의 극성기를 0.1 내지 20 밀리몰, 특히 0.5 내지 10 밀리몰의 농도로 함유하고 또한 탄소수 10 이상, 특히 탄소수 12 이상의 적어도 1개의 장쇄 알킬렌쇄를 분자 내에 포함하는 왁스류가 바람직하다.
[저융점 수지]
저융점 수지로서는 융점 혹은 연화점이 40 내지 200℃, 특히 70 내지 160℃인 각종 수지, 예컨대, 에폭시 수지, 크실렌-포름알데히드수지, 스티렌계수지, 클로만-인덴수지, 그 밖의 석유 수지, 알키드 수지, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 저융점 아크릴산 수지, 폴리비닐부티랄, 저융점 코폴리아미드, 저융점 코폴리에스테르등을 들 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기한 유기성분 외에, 방충제, 방충기피제, 방취제, 방균제, 향료, 약효 성분 등도 사용할 수 있다.
[마쇄 혼합]
본 발명의 수지용 배합제는 전술한 무기성분의 분말과 유기성분을 조합하여 마쇄 조건하에서 혼합할 수 있다. 예컨대, 습식 마쇄 혼합에서는 본 발명의 수지용 배합제를 포함하는 무기 분말과 유기성분을 용제의 존재하에 마쇄 혼합하고, 또한 건식 마쇄 혼합에서는 무기성분의 분말과 유기성분의 분말을 용매 등의 불존재하에 건식으로 마쇄 혼합한다.
이들 몇몇 경우에도 무기성분의 분말이 일차 입자로 풀어지도록 마쇄하는 것이 중요하며, 이 목적에는 뢰지기(
), 샌드글라인더밀, 아트라이터, 고속 전단 교반기, 분무기, 나라식 분쇄기, 원판진동밀, 진동볼밀, 회전볼밀, 수퍼믹서 등 혹은 이들의 조합이 사용된다. 이들의 마쇄 혼합기에 있어서는 무기성분의 분말이 일차 입자로 풀어지는 동시에, 유기성분에 의한 표면 처리가 행해지게 된다.
또한, 분쇄 혼합물을 니이더 등의 용융 혼련기 내에서 용융 혼련하여, 노즐로부터 압출하여 분무 조립(造粒)하거나, 혹은 회전원반형으로 적하하여 조립하는 디스크 조립법에 의해 구형 입자로 조립해도 좋다.
본 발명의 수지용 배합제는 미리 마스크-배치를 작성하여 수지에 배합하더라도 좋다. 마스크-배치의 형상은 분산성이 나빠지지 않으면 어떠한 형상이라도 좋고, 예컨대, 원통형, 원주형, 입방체형, 직방체형, 구형 등의 형상을 들 수 있다.
본 발명의 수지용 배합제는 필름 형성용 열가소성 수지에 대한 보온제나 안티블로킹제로서 유용하다.
즉, 본 발명의 수지용 배합제는 수지의 가공 온도에서 수분의 이탈에 따라 발포가 생기는 일이 없고, 수지로의 배합 및 분산이 용이하고, 우수한 보온성을 나타내는 동시에, 필름의 연신시 우수한 안티블로킹성을 나타내며, 필름에 백반 등의 결점이 생기는 일이 없고, 또한, 내찰상성도 우수하다고 하는 이점을 부여한다.
또한, 본 발명의 수지용 배합제를 예컨대 보온제로서 사용하여, 농업용 필름 등의 용도로 제공하는 경우에는 필름 형성용 열가소성 수지에 대해 0.1 내지 25 중량부, 특히 0.5 내지 25 중량부의 양으로 사용하는 것이 좋으며, 또한 안티블로킹제로서 사용하는 경우에는 필름 형성용 열가소성 수지에 대해 O.01 내지 5 중량부, 특히 0.05 내지 2 중량부의 양으로 사용하는 것이 좋다.
또한, 이 수지용 배합제가 배합되는 필름 형성용 열가소성 수지로서는 예컨대, 저-, 중- 혹은 고-밀도의 폴리에틸렌, 아이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 혹은 이들의 에틸렌 내지 α-올레핀과의 공중합체인 폴리프로필렌계 중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 프로필렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 이온가교 올레핀 공중합체(아이오노머), 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체 등의 폴리올레핀; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체, ABS, α-메틸스티렌·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리염화비닐, 불화비닐수지, 폴리염화비닐리덴, 염화비닐·염화비닐리덴 공중합체, 폴리아크릴산메틸, 폴리메타크릴산메틸 등의 비닐계 수지; 6 나일론, 6-6 나일론, 6-10 나일론, 11 나일론, 12 나일론 등의 폴리아미드; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌텔레프탈레이트 등의 열가소성 폴리에스테르; 및 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드 등을 예시할 수 있고, 이들은 1종 단독으로, 혹은 2종 이상을 조합시켜 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 수지용 배합제는 전술한 범위의 굴절율을 갖기 때문에, 전술한 열가소성 수지 중에서도 특히, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지 등이 적합하게 사용된다. 즉, 이들 열가소성 수지는 본 발명의 수지용 배합제와 근사한 굴절율을 가지고 있어, 이들 열가소성 수지로부터 형성되는 필름은 우수한 투광성을 확보할 수 있다.
[실시예]
이하의 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에서 행한 각 시험은 다음의 방법에 의해 행하였다.
(1) 화학 분석
세라믹스용 알루미노규산염질원료의 화학 분석 방법 JIS M 8853-1998에 따라 측정하였다.
(2) 용출 철분 양의 측정
300 mL 비이커에 110℃ 건조물 시료 10 g과 11 N 황산 57 g을 넣고, 95℃에서 2시간 산처리를 수행하였다. 다음에 실온까지 냉각 후, No.5 C의 여과지를 이용하여 여과 분별하고, 여과액의 철을 JIS M 8853-1998에 따라 정량하고, 하기 식으로 용출 철분 양을 계산하였다.
용출 철분 양(Fe2O3 중량%)=(용출한 Fe2O3 중량/110℃ 건조물 시료 중 총 Fe2O3량)×100
(3) 시차 열 분석
Seiko Instruments Inc.에서 제조한 EXSTAR 6000 TG/DTA 6300을 이용하여 측정하였다.
측정 조건으로서는 표준 물질 α-Al2O3, 가열 속도 3℃/분, 공기 분위기하에서 시료를 실온으로부터 350℃까지 가열시켜, 그 감소량을 측정하였다. 또한, 측정 시료는 미리 에탄올로 충분히 처리하여 표면 처리제를 제거한 후, 110℃에서 건조하여 조정한 것이다.
(4) 굴절율 측정
Nikon에서 제조한 편광 현미경 OPTIPHOT2-POL을 이용하여, 문헌[참조: Ernest G. Ehlers. Optical Mineralogy, :BLACKWELL SCIENTIFIC PUBLICATIONS. Volume 1. 1987. Theory and Techniques, 18-25]에 기재된 Becke 테스트에 의해 측정하였다. 침액은 α-브롬나프탈렌-케로신 혼합 용액을 이용하였다.
(5) 전기 전도도 측정
전기 전도도 1 μS·cm-1이하의 증류수를 이용하여, 미리 110℃에서 20시간 건조시킨 시료를 9% 수성 슬러리로 하여, 15분간 교반, 24시간 정치 후, 상등액을 가부시키가이샤 호리바 세이사쿠쇼에서 제조한 전기 전도도계(DS-8F)로 측정하였다.
(6) 평형 수분율 측정
시료 약 2 g을 미리 중량을 측정한 40 ×40 mm의 계량병에 넣어 150℃의 전기 항온 건조기에서 2시간 건조 후, 데시케이터 속에서 방냉한다. 이어서 시료의 무게를 정밀히 측정하고, 미리 황산 수용액으로 상대 습도 75%(25℃)로 조절한 건조기 내에 넣고 24시간 후의 중량 증가를 측정하여 평형 수분율로 하였다.
(7) 체적 기준의 중위 직경(D50) 측정
Coulter사에서 제조한 입자 크기 분석기 모델 LS230을 사용하여, 체적 기준의 중위 직경(D50)을 측정하였다.
(8) 적외선 흡수 스펙트럼 측정(IR)
JASCO 코포레이션에서 제조한 푸리에 변환 적외 분광 광도계 FT/IR-610을 이용하여 측정하였다. 측정 시료는 KBr 20O mg에 대하여, 1 mg의 분말을 가하여, 정 제 성형기로 작성하였다. 또한, 측정 시료는 미리 에탄올로 충분히 처리하여 표면 처리제를 제거한 후, 110℃에서 건조하여 조정한 것을 이용하였다.
(9) X선 회절 측정
리가쿠 덴키 고교 가부시키가이샤에서 제조한 가이거 플렉스를 이용하여 하기의 조건으로 측정하였다.
타겟; Cu
필터; Ni
전압; 35 kV
전류; 15 mA
주사 속도; 4 deg/분
시상수; 0.5 sec
슬릿; DS 1 deg, RS 0.3 mm, SS 1 deg
조사; 6 deg
(10) 비표면적 측정
시마즈 세이사쿠쇼에서 제조한 고속 비표면적·세공 분포 측정 장치 ASAP 2010을 사용하고, N2를 이용하여 BET법으로 측정하였다.
(11) 주사형 전자 현미경 관찰(SEM)
히타치 가부시키가이샤 제조 주사형 전자 현미경 S-570을 이용하여 관찰하였다.
(12) UV-가시광선 흡수 스펙트럼 측정
JASCO 코포레이션에서 제조한 UV-가시광선 분광광도계 V-560을 이용하여, Kubelka-Munk 변환에 의해 반사율로부터 흡광도 곡선을 구했다.
(13) 필름 확성 시험 환경
ISO 291: 1997에 따라, 실온 23℃, 습도 50%로 조절한 환경 속에서 시험 필름을 보존하여, 소정 시간 경과한 시험편을 이하 (14) 내지 (19)의 각종 필름 확성 시험에 제공하였다.
(14) 보온율 측정
시료 또는 시료를 함유한 필름의 적외선 흡수를 2500 cm-1 내지 400 cm-1(4 ㎛ 내지 25 ㎛)의 범위에서 투과율 %T를 측정하여, 하기 식에 의해 보온율을 계산하였다.
보온율(%)=100×Σ{(100-투과율 %T)×흑체 방사 밀도}/Σ(100×흑체 방사 밀도)
또한, 이용한 흑체 방사 에너지는 하기 프랭크의 식으로부터 유도한 것이다.
Wλ,T = C1λ-5/{exp(C2/λT)-1}
Wλ,T: 파장 λ, 온도 T에서의 분광 방사 밀도(W/cm2)
c1: 3.7402×10-12(W·cm2, plank의 방사 제1 상수)
c2: 1.4388(cm·deg, plank의 방사 제2 상수)
보온 효과는 보온율의 값이 클수록 높다.
(15) 헤이즈 및 투명도 측정
헤이즈는 ASTM D 1003-95에 따라 측정하였다.
헤이즈 값이 작을수록 투명도가 우수하다.
또한, 투명도는 ASTM D 1044-94에 기재되어 있는 장치를 이용하여, 상기 헤이즈 측정에 이용한 필름의 시험편을 그대로 측정하였다.
투명도의 값이 클수록 선명성이 우수하다.
또, 양쪽의 측정에 이용한 장치는 Gardner사에서 제조한 헤이즈-가드 플러스를 이용하였다.
(16) 광택 측정
ISO 2813: 1994에 따라, Gardner사에서 제조한 마이크로-TRI-글로스를 이용하여 평가하였다. 또, 배면판에는 94의 흑아크릴판을 이용하였다. 광택 값이 높을수록 평활성이 우수하다.
(17) YI 측정
각 필름 시료 11 g으로부터 가공 온도 190℃에서의 3 mm 두께 프레스 플레이트를 제작하였다. JIS K 7105. 6. 3(a)-1981에 따라, 니폰 덴쇼쿠 고교사에서 제조한 색도계 ZE 2000을 이용하여, 배면 컬러 X=92.20, Y=94.19, Z=110.58에서의 YI값을 얻어, 일체의 첨가제를 포함하지 않는 블랭크 플레이트와의 차이를 ΔYI로 하였다. ??YI의 값이 낮을수록 수지의 황변을 초래하지 않는다
(18) 정지 마찰 계수(SCOF) 측정
ASTM D 1894-95에 따라, 도요 세이키에서 제조한 마찰 측정기 TR-2를 이용하여, 필름 외표면끼리의 정지 마찰 계수를 평가하였다. SCOF의 값이 낮을수록 윤활성이 우수하다.
(19) 안티블로킹성(AB성) 측정
ISO 11502: 1995 method B에 기재한 조건으로 압착한 필름에서, 하기 평가 기준을 이용한 촉진에 의한 5단계 평가를 행하였다.
5-문제없이 벗겨짐
4-약간 저항을 느낌
3-한번에 벗겨지지 않음
2-현저히 벗기기 어려움
1-벗겨지지 않음
(실시예 1)
카올린 분말(SiO2=45.1 중량%, Al2O3=38.1 중량%, Fe2O3
=0.62 중량%) 2.43 g,
3호 규산 소다(SiO2=23.9 중량%, Na2O=7.58 중량%) 16.5 g,
가성칼리(K2O=71.3 중량%) 0.58 g,
가성소다(Na2O=38.0 중량%) 6.29 g으로 이루어지는 원료를 충분히 혼합하여 수성 페이스트를 조제하였다. 이것을 백금 접시에 옮기고, 전기로를 이용하여 대기 분위기하 1000℃에서 2시간 용융시켰다. 다음에 용융물을 냉각하고, 조분쇄를 행하였다.
조분쇄물을 0.4 N 황산에 가하여 4% 슬러리로 하여, 교반하 80℃까지 가온하여, 과잉인 알칼리의 용탈을 목적으로 한 산처리를 1시간 행하였다. 여과, 온수 세정후, 여과 케이크를 11 N 황산에 가하여 15% 슬러리로 하여, 교반하 95℃까지 가온하여, 철분의 용탈을 목적으로 한 산처리를 8시간 행하였다. 여과, 온수 세정, 110℃에서 건조후, 산처리 유리 분말을 얻고, 또한 평균 입자 직경이 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 5 ㎛가 될 때까지 미분쇄를 하여, 안티블로킹제를 얻었다.
표 1에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 1에 X선 회절상을, 도 2에 Al2O3/SiO2
중량비에 대한 굴절율의 의존성을, 도 3에 UV-가시광선 흡수 스펙트럼을, 도 4에 SEM상을 나타냈다.
(실시예 2)
카올린 분말(SiO2=45.1 중량%, Al2O3=38.1 중량%, Fe2O3
=0.62 중량%) 1.92 g,
탄산소다(Na2O=58.2 중량%) 9.00 g,
탄산칼리(K2O=67.9 중량%) 0.60 g 및 적량의 이온 교환수로 이루어지는 원료를 충분히 혼합하여 수성 페이스트를 조제하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 방법으로 안티블로킹제를 얻었다.
표 1에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 1에 X선 회절상을, 도 2에 Al2O3/SiO2
중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(실시예 3)
실리카 분말(SiO2=95.0 중량%) 5.19 g,
탄산소다(Na2O=58.2 중량%) 6. 94 g,
탄산칼리(K2O=67.9 중량%) 0.64 g,
탄산칼슘(CaO=55.4 중량%) 0.06 g,
수산화알루미늄(Al2O3=65.4 중량%) 2.87 g,
황산제1철암모늄(Fe2O3=20.4 중량%) 0.31 g 및 적량의 이온 교환수로 이루어지는 원료를 충분히 혼합하여 수성 페이스트를 조제하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 방법으로 안티블로킹제를 얻었다.
표 1에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 1에 X선 회절상을, 도 2에 Al2O3/SiO2
중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(실시예 4)
실리카 분말(SiO2=95.0 중량%) 5.31 g,
탄산소다(Na2O=58.2 중량%) 7.10 g,
탄산칼리(K2O=67.9 중량%) 0.66 g,
수산화알루미늄(Al2O3=65.4 중량%) 2.93 g 및 적량의 이온 교환수로 이루어지는 원료를 충분히 혼합하여 수성 페이스트를 조제하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 방법으로 안티블로킹제를 얻었다.
표 1에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을, 도 3에 UV-가시광선 흡수 스펙트럼을 나타냈다.
(실시예 5)
야마가타켄 히가시타가와군 쿠시비키쵸산 흑요석 15.0 g을 백금 접시에 옮기고, 전기로를 이용하여 대기 분위기하 1000℃에서 2시간 용융시켰다. 다음에 용융물을 냉각하고, 조분쇄를 행하였다.
조분쇄물을 0.4 N 황산에 가하여 4% 슬러리로 하여, 교반하 80℃까지 가온하여, 과잉인 알칼리의 용탈을 목적으로 한 산처리를 1시간 행하였다. 여과, 온수 세정후, 여과 케이크를 11 N 황산에 가하여 15% 슬러리로 하여, 교반하 95℃까지 가온하여, 철분의 용탈을 목적으로 한 산처리를 8시간 행하였다. 여과, 온수 세정, 110℃에서 건조후, 산처리 유리 분말을 얻고, 또한 평균 입자 직경이 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 5 ㎛가 될 때까지 미분쇄를 행하여, 안티블로킹제를 얻었다.
표 1에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 1에 X선 회절상을, 도 2에 Al2O3/SiO2
중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(비교예 1)
실리카 분말(SiO2=95.0 중량%) 5.54 g,
탄산소다(Na2O=58.2 중량%) 4.01 g,
탄산칼리(K2O=67.9 중량%) 0.45 g 및 적량의 이온 교환수로 이루어지는 원료 를 충분히 혼합하여 수성 페이스트를 조제하였다. 이하, 실시예 1과 동일한 방법으로 안티블로킹제를 얻었다.
표 2에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(비교예 2)
철분의 용탈을 목적으로 한 산처리에 이용하는 11 N 황산을 이온 교환수로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 안티블로킹제를 얻었다.
표 2에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(비교예 3)
반응 용기 중에 이온 교환수 8 kg를 가하고, 교반하 85℃까지 가온하였다. 여기에 3호 규산소다(SiO2=23.9 중량%, Na2O=7.58 중량%) 3 kg 및, 3 N 황산을 반응 용기 중 슬러리 pH로 9.0이 되도록 유량 조절을 하면서 동시에 부었다. 이 후 슬러리 pH가 3 내지 5가 될 때까지 3 N 황산을 가한 후, 생성물을 여과, 세정, 건조하고, 평균 입자 직경이 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 5 ㎛가 될 때까지 분쇄하여, 안티블로킹제를 얻었다.
표 2에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
(참고예 1)
미분쇄 조작에서 목표 평균 입자 지름을 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 25 ㎛로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 안티블로킹제를 얻었다.
표 2에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을 나타냈다.
|
실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
실시예 5 |
화학 조성 (중량%) |
SiO2
|
76.9 |
46.8 |
68.1 |
67.5 |
75.2 |
Al2O3
|
12.7 |
44.6 |
24.2 |
25.2 |
12.1 |
Fe2O3
|
0.62 |
1.09 |
0.71 |
0.03 |
0.65 |
Na2O |
2.4 |
0.3 |
2.8 |
2.9 |
2.0 |
K2O |
4.1 |
0.1 |
1.6 |
2.0 |
3.9 |
CaO |
0.35 |
0.11 |
0.26 |
0.07 |
0.38 |
TiO2 등
|
0.24 |
0.21 |
- |
- |
0.21 |
Ig-손실 |
2.69 |
6.79 |
2.33 |
2.30 |
5.56 |
굴절률 |
1.48 |
1.52 |
1.50 |
1.50 |
1.49 |
BET 비표면적(m2/g) |
12 |
24 |
12 |
12 |
16 |
용출철분 양(중량%) |
2.1 |
1.2 |
1.8 |
0.0 |
1.9 |
전기전도도(μS/cm) |
54.2 |
29.3 |
42.1 |
48.5 |
39.8 |
평형수분량(중량%) |
1.3 |
2.8 |
1.1 |
1.1 |
1.5 |
중위직경(D50)(㎛) |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
비교예 1 |
비교예 2 |
비교예 3 |
참고예 1 |
화학 조성 (중량%) |
SiO2
|
97.0 |
64.1 |
95.1 |
76.9 |
Al2O3
|
- |
11.8 |
- |
12.7 |
Fe2O3
|
- |
0.79 |
- |
0.62 |
Na2O |
0.8 |
5.9 |
- |
2.4 |
K2O |
0.2 |
4.3 |
- |
4.1 |
CaO |
- |
0.34 |
- |
0.35 |
TiO2 등
|
- |
0.47 |
- |
0.24 |
Ig-손실 |
2.0 |
12.3 |
4.9 |
2.69 |
굴절률 |
1.44 |
1.50 |
1.45 |
1.48 |
BET 비표면적(m2/g) |
22 |
6 |
150 |
10 |
용출철분 양(중량%) |
0.0 |
29 |
0.0 |
1.7 |
전기전도도(μS/cm) |
17.1 |
240 |
51.3 |
34.4 |
평형수분량(중량%) |
2.8 |
7.7 |
5.5 |
1.0 |
중위직경(D50)(㎛) |
5 |
5 |
5 |
25 |
(실시예 6)
실시예 1에서 얻은 안티블로킹제를 평균 입자 직경이 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 0.5 ㎛가 될 때까지 미분쇄하였다. 이것을 이온 교환수에 가하여 15% 슬러리로 하여, 고형분에 대하여 3% 상당의 NOF 코폴이션에서 제조한 소프트 오일 MP-200을 가하고, 교반하 80℃에서, 표면 처리를 1시간 행하였다. 슬러리를 110℃에서 증발 건고, 분쇄하여, 보온제를 얻었다.
표 3에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 5에 SEM상을, 도 6에 적외선 흡수 스펙트럼을, 도 7에 TG-DTA 곡선을 나타냈다.
(비교예 4)
석영사(와쿄준야쿠 제조)를 원료로 하여, 이하, 실시예 6과 동일한 방법으로 미분쇄 및 표면 처리를 행하여, 보온제를 얻었다.
표 3에 얻어진 분말의 물질에 대해 도 2에 Al2O3/SiO2 중량비에 대한 굴절율의 의존성을, 도 3에 uv-가시광선 흡수 스펙트럼을, 도 6에 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
(비교예 5)
수산화마그네슘(MgO=64.2 중량%) 141.3 g,
수산화알루미늄(Al2O3=64.7 중량%) 59.1 g 및
탄산나트륨(Na2O=57.9 중량%) 54.9 g에 이온 교환수를 가하여 4L로 하여, 교반 혼합한 슬러리를 170℃에서 24시간 열수 반응시켰다. 반응 종료 후, 여과, 온수 세정, 110℃에서 건조하고, 하이드로탈사이트를 얻어, 이하, 실시예 6과 동일한 방법으로 미분쇄 및 표면 처리를 행하여, 보온제를 얻었다.
얻어진 분말의 화학 조성은 Mg6Al2(OH)16(CO3)·3H 2
O이며, 표 3에 물성을, 도 6에 적외선 흡수 스펙트럼을, 도 7에 TG-DTA 곡선을 나타냈다.
|
실시예 6 |
비교예 4 |
비교예 5 |
굴절률 |
1.48 |
1.55 |
1.51 |
보온율(%) |
46.3 |
44.0 |
39.6 |
BET 비표면적(m2/g) |
10 |
17 |
12 |
전기전도도(μS/cm) |
126 |
- |
- |
평형수분량(중량%) |
2.0 |
- |
- |
중위경(D50)(㎛) |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
<안티블로킹제로서의 효과>
LLDPE 및 LDPE를 이용하여, 이하에 나타낸 배합 원료를 가공 온도 20℃에서 인플레이션 제막하여, 두께 30 ㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름 및 시트에 관해서 필름 확성 시험을 행하여, 결과를 표 4에 나타냈다.
(LLDPE-수지 조성물 배합표)
LLDPE{멜트플로우레이트(MFR)=1.1} 84.55 중량%
LDPE(MFR=1.0) 15.0 중량%
안티블로킹제(실시예 혹은 비교예) 0.3 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.15 중량%
(실시예 7)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 실시예 1을 이용하였다.
(실시예 8)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 실시예 3을 이용하였다.
(실시예 9)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 실시예 5를 이용하였다.
(비교예 6)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제를 배합하지 않고, LLDPE 배합량을 84.85 중량%로 하였다.
(비교예 7)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 비교예 1을 이용하였다.
(비교예 8)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 비교예 2를 이용하였다.
(비교예 9)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 비교예 3을 이용하였다.
(참고예 2)
LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 안티블로킹제로서 참고예 1을 이용하였다.
|
헤이즈%` |
투명도% |
광택 60° |
△YI |
SCOF 외/외 |
AB성 |
실시예 7 |
5.7 |
93.0 |
133 |
1.7 |
0.07 |
5 |
실시예 8 |
5.6 |
92.8 |
135 |
1.6 |
0.07 |
5 |
실시예 9 |
5.7 |
92.9 |
134 |
1.7 |
0.07 |
5 |
비교예 6 |
2.8 |
98.7 |
148 |
0.0 |
1.34 |
1 |
비교예 7 |
9.5 |
91.0 |
129 |
1.8 |
0.09 |
5 |
비교예 8 |
7.6 |
91.1 |
128 |
10.5 |
0.08 |
5 |
비교예 9 |
9.2 |
91.5 |
124 |
2.6 |
0.26 |
5 |
참고예 2 |
7.3 |
92.2 |
123 |
1.9 |
0.15 |
5 |
<보온제로서의 효과>
EVA 및 LLDPE를 이용하여, 이하에 나타낸 외층, 중간층 및 내층용 각각의 배 합 원료를 가공 온도 160℃에서 인플레이션 제막하여, 두께 150 ㎛의 LLDPE(30 ㎛)/EVA(90 ㎛)/LLDPE(30 ㎛) 3층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름 및 시트에 관해서 필름 확성 시험을 행하여, 결과를 표 5에 나타냈다.
또, 외층, 중간층 및 내층이란, 예컨대 필름을 전장 사용한 경우에, 하우스, 터널 등의 외측이 되는 면을 외층, 내측이 되는 면을 내층, 이들의 중간에 있는 층을 중간층이라고 한다. 이것은, 이하의 적층 필름에 관해서도 마찬가지이다.
(LLDPE(외층)/EVA(중간층)/LLDPE(내층)-수지 조성물 배합표)
외층
LLDPE(MFR=1.1) 98.8 중량%
자외선 흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
중간층
EVA(초산비닐 함유량 15%) 88.8 중량%
보온제(실시예 혹은 비교예) 10.0 중량%
자외선 흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
내층
LLDPE(MFR=1.1) 95.8 중량%
방담제(소르비탄모노스테아레이트) 3.0 중량%
자외선 흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
(비교예 10)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제를 배합하지 않고, EVA 배합량을 98.8 중량%로 하였다.
(비교예 11)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 비교예 4에 기재한 석영을 이용하였다.
(비교예 12)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 이용하였다.
(실시예 10)
LLDPE(외층)/EVA(중간층)/LLDPE(내층)-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 이용하였다.
(실시예 11)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 2 중량% 및 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 8 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 12)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 5 중량% 및 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 5 중량% 혼합하여 이용하였다.
(비교예 13)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서, 고노시마 가가쿠 제조 염기성 탄산마그네슘을 평균 입자 직경이 체적 기준의 중위직경(D50)으로 0.4 ㎛가 될 때까지 미분쇄한 것을 이용하였다.
(비교예 14)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 리튬알루미늄 복합수산화물염인 미즈사와 가가쿠 제조 미즈카락(Mizukalac)을 이용하였다.
또, 리튬알루미늄 복합수산화물염의 평균 입자 직경은 체적 기준의 중위 직경(D50)으로 0.5 ㎛, 화학 조성은 하기한 바와 같다.
Li2Al4(OH)12CO3·4H2O
(실시예 13)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 8 중량% 및 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 2 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 14)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 8 중량% 및 비교예 14에서 이용한 리튬알루미늄 복합수산화물염을 2 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 15)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 6.4 중량%, 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 2 중량% 및 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 1.6 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 16)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 4 중량%, 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 5 중량% 및 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 1 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 17)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 1.6 중량%, 비교예 5에 기재한 히드로탈사이트를 8 중량% 및 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 0.4 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 18)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 6.4 중량%, 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 1.6 중량% 및 비교예 14에서 이용한 리튬알루미늄 복합수산화물염을 2 중량% 혼합하여 이용하였다.
(실시예 19)
LLDPE/EVA/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 1.6 중량%, 비교예 13에서 이용한 염기성 탄산마그네슘을 0.4 중량% 및 비교예 14에서 이용한 리튬알루미늄 복합수산화물염을 8 중량% 혼합하여 이용하였다.
PVC를 이용하여, 이하에 나타낸 배합 원료를 온도 150℃에서 5분간 롤 밀 혼련을 행하여, 두께 0.5 mm의 균일한 혼화물을 제고하고, 이어서 온도 170℃, 압력 150 kg/cm2로 2분간 가압 가열하여, 두께 100 ㎛의 PVC 필름을 얻었다. 얻어진 필름 및 시트에 관해서 필름 확성 시험을 행하여, 결과를 표 5에 나타냈다.
(PVC-수지 조성물 배합표)
PVC(중합도=1050) 100 중량부
방담제(다이킨 제조 DS-401) 0.1 중량부
가소제(비스(2-에틸헥실)부탈레이트) 50 중량부
윤활제(스테아린산) 0.1 중량부
산화방지제(비스페놀-A) 0.2 중량부
보온제(실시예 혹은 비교예) 2.5 중량부
(실시예 20)
PVC-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 이용하였다.
(비교예 15)
PVC-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제를 배합하지 않았다.
(비교예 16)
PVC-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 이용하였다.
LLDPE를 이용하여, 이하에 나타낸 외층, 중간층 및 내층용 각각의 배합 원료를 가공 온도 170℃에서 인플레이션 제막(製膜)하여, 두께 150 ㎛의 LLDPE(30 ㎛)/LLDPE(90 ㎛)/LLDPE(30 ㎛) 3층 적층막을 얻은 후, 방담제로서 닛산 가가쿠 제조 알루미나졸-100을 내층 표면에 아크릴 수지계 결합제를 이용하여 도포하였다. 얻어진 필름 및 시트에 관해서 필름 확성 시험을 행하여, 결과를 표 5에 나타냈다.
(LLDPE(외층)/LLDPE(중간층)/LLDPE(내층)-수지 조성물 배합표)
외층
LLDPE(MFR=1.1) 98.8 중량%
자외선흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
중간층
LLDPE(메타로센계, MFR=4) 86. 8 중량%
보온제(실시예 혹은 비교예) 12.0 중량%
자외선 흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
내층
LLDPE(MFR=1.1) 98.8 중량%
자외선 흡수제(스미토모 가가쿠 제조 스미소브 130) 0.1 중량%
산화방지제(부틸히드록시톨루엔) 0.3 중량%
광안정제(시바가이기 제조 티누빈 622-LD) 0.5 중량%
윤활제(에루카산아미드) 0.3 중량%
(실시예 21)
LLDPE(외층)/LLDPE(중간층)/LLDPE(내층)-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 이용하였다.
(실시예 22)
LLDPE(외층)/LLDPE(중간층)/LLDPE(내층)-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 실시예 6을 6 중량% 및 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 6 중량% 혼합하여 이용하였다.
(비교예 17)
LLDPE/LLDPE/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제를 배합하지 않고, 중간층의 LLDPE 배합량을 98.8 중량%로 하였다.
(비교예 18)
LLDPE/LLDPE/LLDPE-수지 조성물 배합표에 있어서, 보온제로서 비교예 5에 기재한 하이드로탈사이트를 이용하였다.
|
보온율% |
헤이즈% |
투명도% |
LLDPE/ EVA/ LLDPE |
실시예 10 |
74.0 |
5.8 |
97.6 |
실시예 11 |
75.4 |
8.3 |
97.6 |
실시예 12 |
75.3 |
7.4 |
97.6 |
실시예 13 |
75.1 |
7.2 |
97.6 |
실시예 14 |
76.6 |
7.6 |
97.5 |
실시예 15 |
77.8 |
7.6 |
97.5 |
실시예 16 |
76.8 |
8.1 |
97.6 |
실시예 17 |
75.7 |
8.6 |
97.6 |
실시예 18 |
77.6 |
8.8 |
97.4 |
실시예 19 |
77.9 |
13 |
97.3 |
비교예 10 |
53.2 |
3.2 |
97.6 |
비교예 11 |
72.2 |
58 |
97.0 |
비교예 12 |
72.8 |
9.0 |
97.6 |
비교예 13 |
71.0 |
13 |
97.4 |
비교예 14 |
75.9 |
15 |
97.3 |
PVC |
실시예 20 |
75.5 |
4.5 |
91.2 |
비교예 15 |
72.0 |
2.5 |
91.2 |
비교예 16 |
73.7 |
5.0 |
91.1 |
LLDPE/ LLDPE/ LLDPE |
실시예 21 |
64.9 |
8.4 |
97.2 |
실시예 22 |
69.9 |
10 |
97.2 |
비교예 17 |
29.4 |
3.8 |
97.1 |
비교예 18 |
60.5 |
11 |
97.1 |