KR100203735B1 - 내충격성 및 투명성이 향상된 박육 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌(Polyethylene) 수지에 메탈로센(Metallocene) 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제를 용융혼련시킨 박육 용기 제조용 수지 조성물 및 이를 성형함으로서 내충격성 및 투명성이 향상된 박육 용기에 관한 것이다.

Description

내충격성 및 투명성이 향상된 박육 용기

제1도는 본 발명에 따른 박육 용기의 측면도로서 1-1은 박육 용기의 접합면을 나타내고 1-2는 용기의 주입구를 나타낸다.

본 발명은 폴리에틸렌(Polyethylene) 수지에 폴리올레핀계 개질화제를 용융혼련시킨 것임을 특징으로 하는 박육 용기 제조용 수지 조성물 및 이를 성형하여 제조된 박육 용기에 관한 것이다.

좀더 구체적으로, 본 발명은 메탈로센(Metallocene) 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀(Polyolefin)계 개질화제를 폴리에틸렌에 용융혼련시키고 이를 성형함으로서 내충격성 및 투명성이 향상된 박육 용기에 관한 것이다.

본 발명의 명세서에서 박육 용기란 수지 중량이 제품 내용물 중량을 기준으로 100분의 5 이하인 매우 얇은 용기를 지칭한다.

쓰레기 종량제 실시 이후 포장 폐기물의 부피를 축소시키기 용이하고 재활용이 용이한 단일 재질의 포장 용기를 개발하는데 대한 소비자의 요구가 증가하고 있으며 현재 이와 가장 유사한 형태로는 주류인 막걸리 용기로 사용중인 박육 용기를 들 수 있다. 그러나 현재 막걸리 용기로 사용중인 박육 용기는 투명성이 나빠 진열시 상품 가치의 하락을 가져올 수 있으며, 내충격성이 취약하여 유통시 취급 부주의로 떨어뜨리면 쉽게 파손되는 문제가 있고, 이런 파손 현상은 기온이 떨어지는 겨울철에 특히 심하게 발생된다.

막걸리 용기로 사용되는 박육 용기는 통상적으로 폴리에틸렌 수지를 압출 공정에서 용융시켜 패리슨(parison)을 형성한 다음 두개의 좌우 대칭인 금형으로 감싼 후 공기를 주입하는 공정에 의해 제조된다. 상기 제조공정에서 알 수 있듯이 박육 용기는 두 부분의 접합에 의해 제조되는데, 바로 그 접합면(제1도 1-1)이 충격에 가장 취약한 점으로서 낙하 또는 가혹한 취급시 파손이 집중적으로 발생되는 부분이다.

이러한 파손 현상은 용기의 중량을 상향 조정함으로써 개선이 가능하나, 이 경우 용기의 투명성이 더욱 나빠지고, 폐기시 쉽게 접을 수 없는 문제점이 있으며, 또한 플라스틱 사용량을 증대시키는 환경상의 악영향이 있다.

이에 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고자 지속적으로 연구해온 결과 폴리에틸렌 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제를 용융혼련시킨 것임을 특징으로 하는 새로운 수지 조성물을 성형하여 박육 용기를 제조하게 되면 용기의 내충격성 및 투명성이 향상되어 제품의 유통 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론이고 물품의 진열시 상품가치를 향상시킬 수도 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.

이하, 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

본 발명은 폴리에틸렌 수지에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제를 용융혼련시킨 것임을 특징으로 하는 박육 용기 제조용 수지 조성물 및 이 수지 조성물을 성형시켜 제조된 박육 용기에 관한 것이다.

본 발명에서 사용가능한 폴레에틸렌 수지로는 용기에 요구되는 특성 또는 용도에 따라 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 예를 들어 유연성이 요구되는 용기에는 저밀도 폴리에틸렌을 사용하고 강성이 요구되는 용기에는 고밀도 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용된 폴리올레핀계 개질화제는 종래 주로 농업용 필름이나 스트레치 필름(Stretch Film)의 투명성 및 질김성을 향상시키기 위해 사용되어 온 것으로서, 본 발명에서와 같이 세제류, 두발용 화장품이나 음료 등 용기의 내충격성 및 투명성을 향상시키기 위해 사용된 적은 없었다. 특히, 본 발명에서는 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제를 선택하여 사용하였는데, 그 이유는 일반적으로 이용되는 지글러 나타(Ziegler Natta) 촉매를 사용하여 폴리올레핀계 개질화제의 중합반응을 수행하는 경우 개질화제 수지의 분자량 분포 및 조성분포를 임의로 조절할 수 없는 반면, 메탈로센 촉매를 이용하여 중합하는 경우에는 균일한 분자량 분포 및 조성분포를 갖도록 조절할 수 있기 때문이다. 즉, 개질화제의 분자량 분포는 수지의 가공상에 영향을 주고 조성분포는 제품물성에 영향을 미치므로 본 발명과 같이 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 사용하여 제조된 박육 용기는 다른 개질화제를 사용하여 제조된 용기에 비해 균일한 품질을 가지게 된다는 이점이 있다.

이와 같이 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제로는 예를 들어 미합중국 특허 제5,055,438호에 개시되어 있는 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체가 통상 사용되며, 이의 바람직한 예로는 미국 EXXON 사의 EXACT(상품명) 수지, 동일회사의 SLP(상품명) 수지 및 미국 DOW 사의 ENGAGE(상품명) 수지를 언급할 수 있다.

본 발명에서 폴리올레핀계 개질화제는 폴리에틸렌 수지에 대해 5 내지 30 중량%의 양으로 사용한다. 개질화제를 5 중량% 미만으로 사용할 경우에는 내충격성 및 투명성 향상 효과를 충분히 발휘하지 못하고, 30 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 폴리올레핀계 개질화제의 함량 증가에 따른 물성의 향상이 거의 나타나지 않기 때문이다.

상기 설명한 본 발명에 따른 수지 조성물로부터 박육 용기를 성형제조함에 있어 바람직하게 이용할 수 있는 방법으로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 로타리 블로우(Rotary Blow) 방법 및 다이렉트 블로우(Direct Blow) 방법을 들 수 있다.

상기 방법에 따라 제조된 본 발명의 박육 용기가 기존의 박육 용기에 비해 내충격성 및 투명성에 있어 어느정도 개선되었는지를 알아보기 위해 하기 실시예에 자세히 설명한 바와 같은 실험을 수행하였으며, 그 결과 기존에 막걸리 용기로 사용되어온 박육 용기에 비해 본 발명에 따른 박육 용기는 내충격성은 월등히 우수한 것으로 나타났으며(표 1 참조), 투명성도 현저하게 개선되었음을 알 수 있었다(표 2 참조).

한편, 본 발명에 따라 제조된 박육 용기는 포장용기로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 세제류, 섬유유연제류, 두발용 화장품 또는 음료의 포장용기로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명에 따른 박육 용기를 이와 같은 포장용기로 사용하는 방법을 제공함도 목적으로 한다.

이하 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기위한 것일뿐 어떤 의미로도 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

저밀도 폴리에틸렌 수지에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제(미국 EXXON 사의 EXACT)를 5 중량% 함량으로 용융혼련시킨 후 다이렉트 블로우 방법으로 수지 중량이 30g인 1ℓ용량의 박육 용기를 제조하였다.

[실시예 2]

메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 10 중량% 함량으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 박육 용기를 제조하였다.

[실시예 3]

메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 13 중량% 함량으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 박육 용기를 제조하였다.

[실시예 4]

메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 40 중량% 함량으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 박육 용기를 제조하였다.

[실시예 5]

저밀도 폴리에틸렌 수지 60 중량% 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 20 중량%에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 20 중량% 함량으로 용융혼련시킨 후 다이렉트 블로우(Direct Blow)방법으로 수지중량이 30g인 1ℓ용량의 박육 용기를 제조하였다.

[실시예 6]

선형 저밀도 폴리에틸렌 수지에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 20 중량% 함량으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 박육 용기를 제조하였다.

[비교예 1]

저밀도 폴리에틸렌 수지 단독을 사용하여 실시예 1에서와 같이 박육 용기를 제조하였다.

[비교예 2]

저밀도 폴리에틸렌 수지에 고밀도 폴리에틸렌을 20 중량% 양으로 혼합하여 실시예 1에서와 같이 박육 용기를 제조하였다.

[비교예 3]

메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 2 중량% 함량으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 박육 용기를 제조하였다.

[실험예 1]

박육 용기의 내충격성 비교

본 발명에 따른 박육 용기 및 비교예의 박육 용기에 대한 내충격성은 하기에 기술한 방법으로 측정 및 평가하였다. 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 박육 용기에 각각 식기 세척용 액체 세정제를 1ℓ씩 충진하고 캡(Cap)으로 밀봉하였다. 상온 및 -5℃의 항온기에서 24시간 동안 방치한 다음 1.5미터 높이에서 1회 자유낙하시킨 후 실시예 및 비교예 박육 용기의 파손여부를 관찰하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 본 실험에서 파손이란 용기의 접합부분의 틈이 벌어져 내용물이 누액되거나 용기 하단부등 취약 부위가 찢어지는 현상을 의미한다. 또한, 온도별 실험 수량은 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 용기별로 각각 10개씩을 대상으로 하였다.

상기 표 1의 결과로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 박육 용기는 비교예 1 내지 3의 박육 용기에 비해 내충격성면에서 월등히 우수하였다.

[실험예 2]

박육 용기의 투명성 비교

박육 용기의 투명성은 흐림도 측정기(Toyoseiki 사의 HAZEMETER)를 이용한 흐림도 값 및 육안 관찰에 의한 관능평가로서 측정 및 평가하였다.

투명성은 흐림도 값이 낮을수록, 관능평가 등급이 낮을수록 우수한 것으로 평가되며(육안관찰 등급; 1등급 : 매우 투명, 2등급 : 다소 투명, 3등급 : 중간, 4등급 : 다소 불투명, 5등급 : 매우 불투명), 평가 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

상기 표 2의 투명성시험 결과로부터, 실시예 1 내지 4의 박육 용기는 비교예 1 내지 3의 용기에 비해 투명성이 현저하게 개선되었음을 알 수 있었다.

Claims (4)

1. 폴리에틸렌 수지에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합시켜 만든 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체 개질화제를 5 내지 30 중량%로 용융혼련시킨 포장용 박육용기 제조용 수지조성물.
2. 제1항에 있어서, 박육용기가 수지중량이 제품 내용물 중량을 기준으로 100분의 5이하인 매우 얇은 용기인 수지조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 정의된 수지조성물을 로타리블로우 또는 다이렉트 블로우법으로 성형하여 제조된 포장용 박육용기.
4. 제3항에 있어서, 세제류, 섬유유연제류, 두발용 화장품 또는 음료의 포장용기인 박육용기.