KR100767561B1 - 수성 중합체 분산액 및 그 분산액으로부터의 생성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1종 이상의 배향 중합체로부터 형성된 기재 상에 가열밀봉성 코팅물을 형성하는 방법을 나타낸다. 이 방법은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 중합체 분산액을 기재 상에 침착시키는 단계, 및 분산액을 건조시켜 제1 층을 형성하는 단계를 포함한다.

수성 분산액, 가열밀봉성 코팅물, 열가소성 수지, 분산제

Description

수성 중합체 분산액 및 그 분산액으로부터의 생성물{AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS AND PRODUCTS FROM THOSE DISPERSIONS}

<관련 특허 문헌의 상호 참조>

본 특허 출원은 전체 개시 내용이 본원에 참조로 포함되는, 미국 가출원 제60/497527호(출원일: 2003년 8월 25일) 및 미국 가출원 제60/548493호(출원일: 2004년 2월 27일)의 우선권을 주장하는 미국 특허 출원 제10/925,693호의 일부 계속 출원의 이점을 청구한다.

여러 가지 종류의 열가소성 수지의 수성 분산액이 당업계에 알려져 있다. 그의 분산 매질로서 물을 사용하여 제조되는 수성 분산액은 분산 매질로 유기 용매를 사용하여 제조되는 분산액에 비해 인화성, 작업 환경, 취급 편이성 등의 면에서 매우 유리하기 때문에, 수성 분산액은 광범위한 분야에서 사용되어 왔다. 예를 들어, 수성 분산액을 기재, 예컨대 종이, 섬유, 목재, 금속 또는 플라스틱 성형품의 표면에 코팅 및 건조하는 경우, 형성된 수지 코팅물은 내수성, 내유성, 내약품성, 내부식성 및 가열밀봉성(heat sealability)을 갖는 기재를 제공할 것이다.

열가소성 수지의 통상적인 수성 분산액은 수지 원료인 중합 가능한 단량체를 분산제의 존재 하에 수성 매질 중에 유화 중합으로 중합시키는 방법, 또는 용융된 열가소성 수지 및 수성 매질, 및 임의로 분산제를 전단력을 인가하여 혼합하는 방법에 의해 제조되었다. 전자의 방법은 사용할 수 있는 중합 가능한 단량체의 수가 제한되어 있어, 제조할 수 있는 열가소성 수지의 수성 분산액의 종류가 제한된다는 단점이 있다. 전자의 방법은 또한 중합 반응의 조절이 복잡할 뿐만 아니라 장치가 복잡하다는 단점도 있다. 반면, 후자의 방법은 비교적 간단한 장치로 광범위한 수지에 적용할 수 있다.

분산액으로부터 제조된 코팅물의 하나의 특별한 용도는 포장 및 저장 용기 용도이다. 유용성을 위해, 낮은 가열밀봉 개시 온도, 높은 고온 점착 강도, 넓은 가열밀봉 윈도우, 양호한 층간 접착성 및 높은 연화점과 같은 성능 특성들의 균형이 요망된다.

균형잡힌 밀봉재 특성의 상업적 중요성은 충분히 알려져 있다. 즉, 낮은 가열밀봉 개시 온도는 밀봉 속도의 증가 및 에너지 이용 감소에 중요하다. 넓은 밀봉 윈도우는 패키지 일체성, 밀봉 장치 융통성 및 낮은 패키지 누설률 보장에 중요하다.

또한, 양호한 층간 접착성은 양호한 패키지 일체성뿐만 아니라 패키지 또는 용기의 양호한 미관에도 중요하다. 높은 연화점 또는 연화 온도는 고온 충전(hot-fill) 용품과 같이 상온에서 포장되는 상품에서 요망된다. 전통적으로, 균형잡힌 밀봉재 특성을 달성하기 위한 시도가 행해지는 경우, 한 가지 특정한 수지 특성을 강화하려면 다른 중요한 특성에 대해서 어느 정도 희생이 요구되었다.

예를 들어 에틸렌 알파-올레핀 중합체의 경우, 낮은 가열밀봉 개시 온도는 통상적으로 수지의 공단량체 함량을 증가시켜 달성된다. 반대로, 높은 비캣(Vicat) 연화점 및 저수준의 n-헥산 추출물은 통상적으로 수지의 공단량체 함량을 감소시켜 달성된다. 따라서, 가열밀봉 개시 온도를 낮추면 그에 비례하여 비캣 연화 온도가 낮아지고, 그에 비례하여 추출물의 양이 증가하는 것이 통상적이다. 본원 발명의 양수인에게 양도되었으며, 그 전체 내용이 본원에 참조로서 명시적으로 포함되는 미국 특허 제5,874,139호는 포장 용품에 있어서의 폴리올레핀에 대한 일반적인 논의를 제공한다.

몇몇 중요한 다층 포장 및 저장 구조물은 폴리프로필렌 층, 특히 2축 배향 폴리프로필렌 단독 중합체(BOPP) 지지층 또는 코어층으로 이루어진다. 종종, BOPP 구조물은 폴리프로필렌 공중합체 및 삼원 공중합체를 밀봉재 (및(또는) 접착제 층)로서 이용하여 BOPP 지지층에 대하여 양호한 층간 접착성을 확보한다. 폴리프로필렌 공중합체 및 삼원 공중합체가 실제로 BOPP 지지층에 대하여 양호한 층간 접착성뿐만 아니라 양호한 가열밀봉 강도 성능을 제공하지만, 이들 공중합체 및 삼원 공중합체는 때때로 원치않게 높은 가열밀봉 개시 온도를 나타낸다.

다층 포장 및 저장 구조물용 밀봉재로서 다른 재료들도 사용되었다. 그러나 통상적으로, 공지된 밀봉재는 요망되는 전체 특성의 균형 및(또는) 변환기 및 포장기에 요구되는 공정 융통성을 제공하지 못한다.

<발명의 요약>

일 측면에서 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 분산액을 제공한다. 다른 측면에서 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 부피 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만인 수성 분산액을 제공한다. 상기 어느 한 측면에 따른 일부 분산액에 있어서, 분산제는 열가소성 수지의 중량을 기준으로 하여 약 4 중량％ 미만을 차지한다. pH 12 이하의 일부 분산액에서, 분산액은 또한 부피 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만이다. 입도가 약 5 ㎛ 미만인 일부 분산액은 또한 그의 pH가 12 미만이다. 또 다른 실시양태에서, 분산액의 pH는 12 미만이고, 그의 평균 입도는 약 5 ㎛ 미만이며, 분산제는 열가소성 수지의 중량을 기준으로 하여 약 4 중량％ 미만을 차지한다.

일부 분산액에서, 열가소성 수지는 C₄-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 디엔, 또는 에틸렌 비닐 화합물, 예컨대 비닐 아세테이트 및 화학식 H₂C=CHR(R은 C₁-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴기임)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 에틸렌의 알파-올레핀 혼성 중합체이다. 바람직한 공단량체로는 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센 및 1-도데센을 들 수 있다. 일부 실시양태에서, 에틸렌의 혼성 중합체의 밀도는 약 0.92 g/cc 미만이다.

다른 실시양태에서, 열가소성 수지는 에틸렌, C₄-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 디엔 및 화학식 H₂C=CHR(R은 C₁-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴기임)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량 체와 프로필렌의 혼성 중합체를 포함한다. 바람직한 공단량체로는 에틸렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센 및 1-도데센을 들 수 있다. 일부 실시양태에서, 공단량체는 혼성 중합체의 약 5 중량％ 내지 약 25 중량％가 존재한다. 일부 실시양태에서는 프로필렌-에틸렌 혼성 중합체가 바람직하다.

특정 실시양태에서 유용한 프로필렌의 혼성 중합체의 일부는 에틸렌으로부터 유도된 단위 5 내지 25 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 95 내지 75 중량％를 포함하는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체이다. 일부 실시양태에서, 90℃ 미만의 융점; 탄성이 0.935M+12(탄성은 백분율이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 탄성 대 500％ 인장 탄성률과의 관계; 및 굴곡 탄성률이 4.2e^{0 .27M}+50(굴곡 탄성률의 단위는 MPa이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 굴곡 탄성률 대 500％ 인장 탄성률과의 관계를 갖는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체가 바람직하다. 일부 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 에틸렌으로부터 유도된 단위 6 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 94 내지 80 중량％를 포함한다. 다른 실시양태에서, 에틸렌으로부터 유도된 단위 8 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 92 내지 80 중량％를 포함하는 중합체가 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 중합체는 에틸렌으로부터 유도된 단위 10 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 90 내지 80 중량％를 포함한다.

다른 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 에틸렌 및 C₄-C₂₀ 알파-올레핀으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 프로필렌의 공중합체를 포함하며, 프로필렌 함량이 65 몰％를 초과하고, 중량 평균 분자량(Mw)은 약 15,000 내지 약 200,000이며, 중량 평균 분자량/수 평균 분자량의 비율(Mw/Mn)은 약 1.5 내지 약 4인 것이 바람직하다.

일부의 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 DSC로 측정된 용융열이 약 80 J/g 미만, 바람직하게는 약 8 내지 약 80 J/g, 또는 약 8 내지 약 30 J/g이다.

일부 실시양태에서, 1종 이상의 열가소성 수지의 결정화도는 약 50％ 미만이다. 다른 실시양태에서, 결정화도는 약 5％ 내지 약 45％, 또는 약 5％ 내지 약 40％이다.

임의의 적합한 분산제를 사용할 수 있다. 그러나 특정 실시양태에서, 분산제로는 1종 이상의 카르복실산, 1종 이상의 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르 또는 카르복실산 에스테르의 염을 들 수 있다. 분산제로서 유용한 카르복실산의 일례는 몬탄산과 같은 지방산이다. 일부 바람직한 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르의 1종 이상의 카르복실산 단편 또는 카르복실산 에스테르 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 25개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르의 1종 이상의 카르복실산 단편 또는 카르복실산 에스테르 염의 1종 이상 의 카르복실산 단편은 12 내지 25개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르 또는 그의 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 15 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시양태에서, 탄소 원자의 개수는 25 내지 60개이다. 일부 바람직한 염은 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속 양이온, 또는 암모늄 또는 알킬 암모늄 양이온으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 양이온을 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 분산제는 에틸렌 카르복실산 중합체 및 그들의 염, 예컨대 에틸렌 아크릴산 공중합체 또는 에틸렌 메타크릴산 공중합체로 이루어지는 군 중에서 선택된다.

다른 실시양태에서, 분산제는 알킬 에테르 카르복실레이트, 석유 술포네이트, 술폰화된 폴리옥시에틸렌화 알코올, 황산화 또는 인산화된 폴리옥시에틸렌화 알코올, 중합체 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 분산제, 1차 및 2차 알코올 에톡실레이트, 알킬 글리코시드 및 알킬 글리세라이드로부터 선택된다.

상기 열거된 분산제의 임의의 조합물을 사용하여 일부의 수성 분산액을 제조할 수도 있다.

본원에 기재된 일부 분산액은 유리한 입도 분포를 갖는다. 특정 실시양태에서, 분산액은 부피 평균 입경(Dv)을 수 평균 입경(Dn)으로 나눈 것으로 정의되는 입도 분포가 약 2.0 이하이다. 다른 실시양태에서, 분산액의 입도 분포는 약 1.5 이하이다.

본원에 기재된 일부 분산액의 평균 입도는 약 1.5 ㎛ 미만이다. 다른 실시 양태에서, 평균 입도는 약 0.05 내지 약 1.5 ㎛이다. 또 다른 실시양태에서, 분산액의 평균 입도는 약 0.5 내지 약 1.5 ㎛이다.

pH 12 미만의 분산액의 경우, 일부 분산액의 pH는 약 5 내지 약 11.5, 바람직하게는 약 7 내지 약 11, 더욱 바람직하게는 약 9 내지 약 11이다. pH는 염기(분산제)의 종류 또는 강도, 염기가 염 형태로 전환되는 전환도, 분산되는 열가소성 중합체의 종류, 및 용융 혼련(예컨대, 압출기) 처리 조건을 비롯한 많은 인자에 의해 조절될 수 있다. pH는 동일 반응계에서 조절되거나, 또는 카르복실산 분산제를 염 형태로 전환한 후 열가소성 수지에 첨가하여 분산액을 형성함으로써 조절될 수 있다. 이들 중에서, 동일 반응계에서 염을 형성하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 분산액의 고형분 함량은 약 74 부피％ 미만인 것을 특징으로 한다. 일부 분산액의 고형분 함량은 약 5 내지 약 74 부피％이다. 다른 분산액의 고형분 함량은 약 70 부피％ 미만, 약 65 부피％ 미만, 또는 약 5 내지 약 50 부피％이다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 (1) (A) 1종 이상의 열가소성 수지 및 (B) 1종 이상의 분산제를 용융 혼련하여 용융 혼련된 생성물을 제조하는 단계 및 (2) 상기 용융 혼련된 생성물을 희석하고, 얻어진 혼합물을 용융 혼련하여 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만인 수성 분산액을 형성하는 단계를 포함하는 수성 분산액의 제조 방법을 제공한다. 다른 실시양태는 (1) (A) 1종 이상의 열가소성 수지 및 (B) 1종 이상의 분산제를 용융 혼련하여 용융 혼련된 생성물을 제조하는 단계 및 (2) 상기 용융 혼련된 생성물을 희석하고, 얻어진 혼합물을 용융 혼련하여 pH가 12 미만인 수성 분산액을 형성하는 단계를 포함하는 수성 분산액의 제조 방법을 제공한다. 어느 하나의 측면에 따른 일부 방법에 있어서, 분산제는 열가소성 수지의 중량을 기준으로 하여 약 4 중량％ 미만을 차지한다. pH가 12 이하인 분산액을 제공하는 일부 방법에서, 분산액은 또한 부피 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만이다. 입도가 약 5 ㎛ 미만인 일부 분산액은 또한 그의 pH가 12 미만이다. 본 방법들에 관한 실시양태는 상술한 열가소성 수지 및 분산제를 사용한다. 또한 일부 실시양태에서, 본 방법들은 상술한 하나 이상의 특성을 갖는 분산액을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 (A) 1종 이상의 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하는 수성 분산액을 제공한다. 바람직한 알파-올레핀은 에틸렌이며, 바람직하게는 약 5 내지 약 25 중량％의 양으로 존재한다. 이 측면에 따른 본 발명의 일부 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 ¹³C NMR로 측정된 이소택틱 트리아드 (mm)가 약 0.85를 초과하는 것을 특징으로 한다. 이러한 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체의 일부는 에틸렌으로부터 유도된 단위 5 내지 25 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 95 내지 75 중량％를 포함한다. 또한, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체의 일부는 (a) 90℃ 미만의 융점, (b) 탄성이 0.935M+12(탄성은 백분율이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 탄성 대 500％ 인장 탄성률과의 관계, 및 (c) 굴곡 탄성률이 4.2e^{0 .27M}+50(굴곡 탄성률의 단위는 MPa이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 굴곡 탄성률 대 500％ 인장 탄성률과의 관계를 갖는다. 일부 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 에틸렌으로부터 유도된 단량체 6 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 94 내지 80 중량％를 포함한다. 다른 실시양태에서, 에틸렌으로부터 유도된 단위 8 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 92 내지 80 중량％를 포함하는 중합체가 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 중합체는 에틸렌으로부터 유도된 단위 10 내지 20 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 90 내지 80 중량％를 포함한다.

다른 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체는 에틸렌 및 C₄ 내지 C₂₀ 알파-올레핀으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 프로필렌의 공중합체를 포함하며, 이 공중합체는 프로필렌 함량이 65 몰％를 초과하고, 중량 평균 분자량(Mw)은 약 15,000 내지 약 200,000이며, 중량 평균 분자량/수 평균 분자량의 비율 (Mw/Mn)은 약 1.5 내지 약 4이다.

이 측면에 사용되는 열가소성 수지 또는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체의 일부는 DSC로 측정되는 용융열이 약 80 J/g 미만, 바람직하게는 약 8 내지 약 80 J/g, 더욱 바람직하게는 약 8 내지 약 30 J/g이다.

일부 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체의 결정화도는 약 50％ 미만이다. 다른 실시양태에서, 결정화도는 약 5％ 내지 약 45％, 또는 약 5％ 내지 약 40％이다.

또 다른 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 혼성 중합체는 ASTM D-790-97에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 약 50 kpsi 미만, 바람직하게는 약 40 kpsi 미만, 더욱 바람직하게는 약 30 kpsi 미만이다. 일부 분산액에서는, 굴곡 탄성률의 값이 작은 중합체가 바람직하다. 예를 들면, 일부 중합체의 굴곡 탄성률은 약 2 내지 약 15 kpsi, 특히 약 4 내지 약 10 kpsi이다.

융점이 약 140℃ 미만, 바람직하게는 약 130℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 120℃ 미만인 프로필렌이 풍부한 혼성 중합체 또는 열가소성 수지가 사용된다. 일부 바람직한 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 혼성 중합체 또는 열가소성 수지의 융점은 약 90℃ 미만이다.

본 발명의 이 측면의 실시양태에서는 임의의 적합한 분산제를 사용할 수 있다. 그러나 특정 실시양태에서, 분산제로는 1종 이상의 카르복실산, 1종 이상의 카르복실산의 염, 카르복실산 에스테르 또는 카르복실산 에스테르의 염을 들 수 있다. 일부 바람직한 실시양태에서, 카르복실산, 카르복실산의 염, 카르복실산 에스테르 또는 그의 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 25개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 다른 실시양태에서, 이러한 잔기는 12 내지 25개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서는 15 내지 25개의 탄소 원자가 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 분산제로는 1종 이상의 카르복실산, 1종 이상의 카르복실산의 염, 카르복실산 에스테르 또는 그의 염의 1종 이상의 카르복실산 단편은 25 내지 60개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 바람직한 염으로는 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속 양이온, 또는 암모늄 또는 알킬 암모늄 양이온으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 양이온을 들 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 분산제는 에틸렌 아크릴산 공중합체 또는 에틸렌 메타크릴산 공중합체와 같은 에틸렌 산 중합체로 이루어지는 군 중에서 선택된다.

다른 실시양태에서, 분산제는 알킬 에테르 카르복실레이트, 석유 술포네이트, 술폰화된 폴리옥시에틸렌화 알코올, 황산화 또는 인산화된 폴리옥시에틸렌화 알코올, 중합체 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 분산제, 1차 및 2차 알코올 에톡실레이트, 알킬 글리코시드 및 알킬 글리세라이드로부터 선택된다.

상기 열거된 분산제의 임의의 조합물을 사용하여 일부의 수성 분산액을 제조할 수도 있다.

본원에 기재된 일부 분산액은 유리한 입도 분포를 갖는다. 특정 실시양태에서, 분산액은 부피 평균 입경(Dv)을 수 평균 입경(Dn)으로 나눈 것으로 정의되는 입도 분포가 약 2.0 이하이다. 다른 실시양태에서는, 분산액의 입도 분포가 약 1.5 이하이다.

본원에 기재된 일부 분산액은 부피 평균 입도가 약 1.5 ㎛ 미만인 입자를 포함한다. 다른 실시양태에서, 평균 입도는 약 0.05 내지 약 1.5 ㎛이다. 또 다른 실시양태에서, 분산액의 평균 입도는 약 0.5 내지 약 1.5 ㎛이다.

pH 12 미만의 분산액의 경우, 일부 분산액의 pH는 약 5 내지 약 11.5, 바람직하게는 약 7 내지 약 11, 더욱 바람직하게는 약 9 내지 약 11이다.

바람직하게, 분산액의 고형분 함량은 약 74 부피％ 미만인 것을 특징으로 한다. 일부 분산액의 고형분 함량은 약 5 내지 약 74 부피％이다. 다른 분산액의 고형분 함량은 약 70 부피％ 미만, 약 65 부피％ 미만, 또는 약 5 내지 약 50 부피 ％이다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 (1) (A) 1종 이상의 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체 및 (B) 1종 이상의 분산제를 용융 혼련하여 용융 혼련된 생성물을 제조하는 단계 및 (2) 상기 용융 혼련된 생성물을 희석하고, 얻어진 혼합물을 용융 혼련하여 수성 분산액을 형성하는 단계를 포함하는 수성 분산액의 제조 방법을 제공한다. 특정 실시양태에서, 상기 방법은 용융 혼련된 생성물을 희석하여 pH가 12 미만인 수성 분산액을 제공하는 단계를 포함한다. 일부 방법은 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만인 분산액을 제공한다. 또 다른 실시양태에서, 상기 방법은 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 4 중량％ 미만의 분산제를 포함하는 분산액을 제공한다. 상기 방법들의 실시양태는 상술한 열가소성 수지 및 분산제를 사용한다. 또한 일부 실시양태에서, 상기 방법들은 상술한 하나 이상의 특성을 갖는 분산액을 제조한다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시양태는 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며, 상기 열가소성 수지는 에틸렌으로부터 유도된 단위 5 내지 25 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 95 내지 75 중량％를 포함하는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함하며, 상기 공중합체는 (a) 90℃ 미만의 융점, (b) 탄성이 0.935M+12(탄성은 백분율이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 탄성 대 500％ 인장 탄성률과의 관계, 및 (c) 굴곡 탄성률이 4.2e^{0 .27M}+50(굴곡 탄성률의 단위는 MPa이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 굴곡 탄성률 대 500％ 인장 탄성률과의 관계를 갖는 것인 수성 분산액을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에서, 일부 분산액은 각종 물품을 제조하는 데 적합하다. 이러한 물품의 일부로는 코팅물, 발포체 및 포말체(froth)뿐만 아니라 장식용 물품을 들 수 있다.

일 측면에서, 본 발명은 1종 이상의 배향 중합체로부터 형성된 기재 상에 가열밀봉성 코팅물을 형성하는 방법에 관한 것이다. 소정 실시양태에서, 상기 방법은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 중합체 분산액을 기재 상에 침착시키는 단계; 및 분산액을 건조시켜 제1 층을 형성하는 단계를 포함한다.

일 측면에서, 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 분산액으로부터 얻어진 코팅물을 갖고, 배향 중합체를 포함하는 기재를 포함하는 필름층에 관한 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 부피 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만인 수성 분산액으로부터 얻어진 코팅물을 갖고, 배향 중합체를 포함하는 기재를 포함하는 필름층에 관한 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 부피 평균 입도가 약 5 ㎛ 미만인 수성 분산액으로부터 얻어진 코팅물을 갖고, 배향 중합체를 포함하는 기재를 포함하는 물품에 관한 것이 다.

일 측면에서, 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 분산액으로부터 얻어진 코팅물을 갖고, 배향 중합체를 포함하는 기재를 포함하는 물품에 관한 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 (A) 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 중합체 분산액으로 기재를 코팅하는 단계; 및 기재를 배향하여 배향된 열가소성 중합체를 형성하는 단계를 포함하는, 기재 상에 가열밀봉성 코팅물을 형성하는 방법에 관한 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 두께가 2 미크론 미만인 코팅물을 갖고, 가열밀봉 개시 온도가 80℃ 미만인 것을 특징으로 하는, 코팅물을 갖고 기재를 포함하는 필름층에 관한 것이다.

본 발명의 다른 측면 및 이점은 후술하는 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시양태를 제조하는 데 사용되는 통상적인 용융 압출 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시양태에 따른 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 코팅물 중량의 그래프를 나타낸다.

도 4는 가열밀봉 데이터의 그래프를 나타낸다.

후술하는 상세한 설명에서, 본원에 기재된 모든 숫자들은 "약" 또는 "대략"이라는 말이 함께 사용되는 지의 여부에 관계없이 근사값이다. 이들은 1％, 2％, 5％, 때때로 10 내지 20％까지 변할 수 있다. 하한(R_L) 및 상한(R_U)으로 수치 범위를 개시하는 경우라면, 이 범위에 속하는 모든 숫자가 구체적으로 개시되는 것이다. 특히, 이 범위 내의 하기 숫자들은 구체적으로 R=R_L+k*(R_U-R_L)로 개시된다 (여기서 k는 1％부터 100％까지 1％의 증분으로 변하는 변수이며, 즉 k는 1％, 2％, 3％, 4％, 5％,..., 50％, 51％, 52％,..., 95％, 96％, 97％, 98％, 99％ 또는 100％이다). 또한, 상기 정의된 바와 같이 2개의 R의 수치로 한정된 모든 수치 범위 또한 구체적으로 개시되는 것이다.

본 발명의 실시양태는 상기 약술하고 자세하게 후술할 분산액에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 분산액으로부터 형성된 필름 및 다른 생성물에 관한 것이기도 하다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 본원에서 논의된 방법에 따라 제조된 분산액을 기재(중합체 필름일 수 있음)에 도포하여 가열밀봉성 층을 형성한다. 구체적인 실시양태에서, 분산액을 폴리프로필렌 기재(일부 실시양태에서, 2축 배향 폴리프로필렌일 수 있음)에 도포할 수 있다.

본 발명의 방법은 기재가 배향되기 전이나 후에, 수성 분산액을 배향된 기재에 도포하는 단계를 포함한다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 방법은 수성 분산액을 배향된 기재 상에 침착시키는 단계, 및 분산액을 건조시켜 가열밀봉성 층을 형성하는 단계를 포함한다.

다른 실시양태에서, 상기 방법은 배향되지 않은 기재에 코팅물을 침착시킨 후, 기재를 배향하는 단계를 포함한다. 이 경우, 코팅물은 기재를 배향하기 전이나 그 후에 건조시킬 수 있다.

또한, 본 발명자들은 특정한 폴리올레핀 중합체(단일 성분 중합체이거나 중합체 블렌드일 수 있음)로 제조된 분산액을 사용함으로써, 가열밀봉 개시 온도가 80℃ 이하인 가열밀봉성 층을 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. 다른 실시양태에서, 가열밀봉 개시 온도는 75℃ 이하일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 가열밀봉 개시 온도는 70℃ 이하일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 가열밀봉 개시 온도는 65℃ 이하일 수 있다.

본 발명의 수성 분산액의 실시양태에 포함되는 열가소성 수지 (A)는 그 자체로는 수 중에 쉽게 분산되지 않는 수지이다. 일부 실시양태에서, 상기 수지는 분산액 중에 0 중량％ 초과 내지 약 96 중량％ 미만의 양으로 존재한다. 특정 실시양태에서, 수지는 분산액의 약 35 내지 약 65 중량％의 양으로 존재한다. 본원에 사용된 "수지"라는 용어는, 충전제, 안정화제, 안료 및 다른 성분과 함께 플라스틱을 형성하는 데 사용되는 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌과 같은 열가소성 물질, 및 폴리에스테르, 에폭시 및 실리콘과 같은 열경화성 물질과 같은 (이에 한정되지는 않음) 합성 중합체 또는 화학적으로 개질된 천연 수지를 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 본원에 사용된 수지라는 용어에는 엘라스토머가 포함되고, 올레핀 중합체의 블렌드가 포함되는 것으로 이해된다. 일부 실시양태에서, 열가소성 수지는 반결정질 수지이다. "반결정질(semi-crystalline)"이라는 용어는 표준 시차 주사 열량계(DSC) 분석시 하나 이상의 흡열을 갖는 수지를 식별하기 위한 것이다. 일부 반결정질 중합체는 주사 온도가 최후의 흡열 최대값을 지나 증가함에 따라 비교적 완만한 기울기를 나타내는 DSC 흡열을 나타낸다. 이것은 일반적으로 생각되는 예리한 융점을 갖는 중합체라기보다는 융점 범위가 넓은 중합체임을 나타낸다. 본 발명의 분산액에 유용한 중합체 중 일부는 하나의 융점을 갖는 한편, 다른 중합체는 하나보다 많은 융점을 갖는다. 일부 중합체에서, 하나 이상의 융점은 중합체의 전부 또는 일부가 상당히 좁은 온도 범위, 예컨대 수 ℃의 범위 내에서 용융할 정도로 예리할 수 있다. 다른 실시양태에서, 중합체는 약 20℃의 범위에 걸쳐 넓은 용융 특성을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 중합체는 50℃보다 넓은 범위에 걸친 넓은 용융 특성을 나타낼 수도 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 열가소성 수지 (A)의 예로는, 통상적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 및 프로필렌-1-부텐 공중합체로 대표되는, 알파-올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센 및 1-도데센의 단독 중합체 및 공중합체(엘라스토머 포함); 통상적으로 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는, 알파-올레핀과 공액 또는 비공액 디엔의 공중합체(엘라스토머 포함); 및 통상적으로 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디시클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보르넨 공중합체로 대표되는, 2종 이상의 알파-올레핀과 공액 또는 비공액 디엔의 공중합체와 같은 폴리올레핀(엘라스토머 포함); 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체와 같은 에틸렌-비닐 화합물 공중합체; 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, α-메틸스티렌-스티렌 공중합체와 같은 스티렌계 공중합체(엘라스토머 포함); 및 스티렌-부타디엔 공중합체 및 그의 수화물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체와 같은 스티렌 블록 공중합체(엘라스토머 포함); 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 폴리비닐 화합물; 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 12와 같은 폴리아미드; 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성 폴리에스테르; 폴리카르보네이트, 폴리페닐렌 옥시드 등이 포함된다. 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상의 조합물로 사용할 수 있다.

특정 실시양태에서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드와 같은 폴리올레핀, 및 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 바람직한 올레핀계 중합체로는 엘스톤(Elston)의 미국 특허 제3645992호에 기재된 균일 중합체, 앤더슨(Anderson)의 미국 특허 제4076698호에 기재된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE); 불균일 분지화 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE); 불균일 분지화 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE); 균일 분지화 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 예를 들어 그 방법에 대한 개시 내용이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5272236호 및 동 제5278272호에 개시된 방법으로 제조할 수 있는, 균일하게 분지화된 실질적으로 선형인 에틸렌/알파-올레핀 중합체; 및 고압 자유 라디칼 중합된 에틸렌 중합체 및 공중합체, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 에틸렌-아크릴산(EAA) 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 예컨대, 각각 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제4599392호, 동 제4988781호 및 동 제59384373호에 기재된 상표명 프리마코르(PRIMACOR), 누크렐(Nucrel) 및 에스코르(Escor)로 시판되는 것들, 및 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체를 들 수 있다. 각각 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제6538070호, 동 제6566446호, 동 제5869575호, 동 제6448341호, 동 제5677383호, 동 제6316549호, 동 제6111023호 또는 동 제5844045호에 기재된 중합체 조성물이 또한 일부 실시양태에서 적합하다. 물론, 중합체의 블렌드도 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 블렌드는 2종의 상이한 지글러-나타 중합체를 포함한다. 다른 실시양태에서, 블렌드는 지글러-나타 및 메탈로센 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본원에 사용되는 열가소성 수지는 2종의 상이한 메탈로센 중합체의 블렌드이다.

일부 특정 실시양태에서, 열가소성 수지는 프로필렌-기재 공중합체 또는 혼성 중합체이다. 일부 실시양태에서, 프로필렌/에틸렌 공중합체 또는 혼성 중합체는 실질적으로 이소택틱 프로필렌 배열을 갖는 것이 특징이다. "실질적으로 이소택틱 프로필렌 배열"이라는 용어 및 그와 유사한 용어는 ¹³C NMR로 측정된 이소택틱 트리아드 (mm)가 약 0.85 초과, 바람직하게는 약 0.90 초과, 더욱 바람직하게는 약 0.92 초과, 가장 바람직하게는 약 0.93 초과인 것을 의미한다. 이소택틱 트리아드는 당업계에 널리 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제5504172호 및 WO 00/01745에는 ¹³C NMR 스펙트럼으로 측정시 공중합체 분자쇄 중의 트리아드 단위와 관련하여 이소택틱 배열에 관해 기재되어 있다. NMR 스펙트럼은 후술하는 것과 같이 측정한다. 바람직하게는, 수성 분산액이 프로필렌/에틸렌 혼성 중합체를 포함할 경우, 에틸렌은 약 5 내지 약 25％(중량 기준)의 양으로 존재한다.

¹³C NMR 분광법은 공단량체의 중합체로의 혼입 측정 및 프로필렌-기재 공중합체 중의 이소택틱 트리아드 수준의 측정에 있어서 당업계에 알려진 다수의 기술 중 하나이다. 이 기술의 일례는 문헌 [Randall, Journal of Macromolecular Science, Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics, C29 (2 ＆ 3), 201-317 (1989)]에 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 공단량체 함량의 측정을 위한 기술로서 기재되어 있다. 올레핀 혼성 중합체의 공단량체 함량을 측정하기 위한 기초적인 절차는 샘플 중의 상이한 탄소들에 상응하는 피크의 강도가 샘플 중의 총 기여 핵 수에 직접 비례하는 조건하에서 ¹³C NMR 스펙트럼을 얻는 것을 포함한다. 상기 비례도를 보장하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 펄스 후의 충분한 완화 시간 허용, 게이티드-디커플링(gated-decoupling) 기술, 완화제의 사용 등을 포함한다. 피크 또는 피크군의 상대 강도는 실제적으로는 그것을 컴퓨터로 적분하여 얻는다. 스펙트럼을 얻고 피크를 적분한 후, 공단량체와 관련된 피크들을 지정한다. 이 지정은 공지된 스펙트럼 또는 문헌, 또는 모델 화합물의 합성 및 분석을 참조하거나, 또는 동위원소로 표지화된 공단량체를 사용하여 행할 수 있다. 공단량체의 몰％는 예를 들어 상기 랜달(Randall)의 문헌에 기재된 바와 같이, 혼성 중합체 중의 모든 단량체의 몰수에 상응하는 적분에 대한 공단량체의 몰수에 상응하는 적분의 비로서 측정할 수 있다.

¹³C 공명 주기인 100.4 MHz에 상응하는 베리안 유나이티 플러스(Varian UNITY Plus) 400MHz NMR 분광계를 사용하여 데이터를 수집한다. 획득(acquisition) 파라미터는 완화제의 존재하에 정량적 ¹³C 데이터 획득을 보장하도록 선택한다. 데이터는 게이티드 1H 디커플링, 데이터 파일당 4000 트랜지언트(transient), 7초 펄스 반복 지연, 스펙트럼 폭 24,200 Hz 및 32K 데이터 포인트의 파일 크기를 이용하여 130℃로 가열된 프로브로 수집한다. 샘플은 크롬 아세틸아세토네이트 중 0.025 M인 테트라클로로에탄-d2/오르토디클로로벤젠의 50/50 혼합물(완화제) 약 3 mL를 10 mm NMR 튜브 중 0.4 g 샘플에 첨가하여 제조된다. 튜브의 윗공간은 순수한 질소로 치환하여 산소를 제거한다. 열총에 의해 개시되는 주기적 환류에 의해 튜브 및 그의 내용물을 150℃로 가열함으로써 샘플을 용해 및 균질화하였다.

바람직하게는, 프로필렌/에틸렌 혼성 중합체는 결정화도가 약 50％ 미만이고, ASTM D-790-97에 따라 측정된 굴곡 탄성률이 약 50 kpsi 미만, 바람직하게는 약 40 kpsi 미만, 특히 약 30 kpsi 미만이다. 바람직하게는, 프로필렌/에틸렌 혼성 중합체의 융점은 약 140℃ 미만, 바람직하게는 약 130℃ 미만, 보다 바람직하게는 약 120℃ 미만, 특히 약 90℃ 미만이다. 분산액에 사용되는 프로필렌/에틸렌 혼성 중합체는 또한 바람직하게는 용융열이 80 J/g 미만, 보다 바람직하게는 약 75 J/g 미만, 보다 더욱 바람직하게는 약 50 J/g 미만이고, 약 8 J/g 또는 4 J/g으로 낮을 수 있다.

일부 바람직한 분산액에서, 프로필렌-기재 공중합체는 2002년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제20020204017호에 기재된 비-메탈로센 금속-중심 헤테로아릴 리간드 촉매를 사용하여 제조한 프로필렌-에틸렌 공중합체를 포함한다 (상기 특허 문헌은 이러한 촉매에 관한 교시에 있어서 그 전문이 본원에 참조로 포함됨). 상기 비-메탈로센 금속-중심 헤테로아릴 리간드 촉매로 제조된 프로필렌-에틸렌 공중합체는 독특한 레지오-에러(regio-error)를 나타낸다. 레지오-에러는 약 14.6 및 약 15.7 ppm에 상응하는 ¹³C NMR 피크에 의해 식별되는데, 이것은 프로필렌 단위의 성장 중합체 쇄로의 입체-선택성 2,1-삽입 에러의 결과로 생각된다. 상기 특히 바람직한 면에서, 이들 피크는 대략 동등한 강도를 가지며, 통상적으로는 단독 중합체 또는 공중합체 쇄 내로의 약 0.02 내지 약 7 몰％의 프로필렌 삽입을 나타낸다.

본 발명의 일부 면에서, 프로필렌-기재 공중합체의 중량 평균 분자량을 수 평균 분자량으로 나눈 (Mw/Mn) 분자량 분포(MWD)는 약 4 이하이고, 약 1.5로 낮을 수 있다.

중합체의 분자량 분포는 4개의 선형 혼합층 칼럼(폴리머 래버러토리즈 (Polymer Laboratories) (20-미크론 입도))이 구비된 폴리머 래버러토리즈 PL-GPC-220 고온 크로마토그래피 장치 상에서 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 사용하여 측정한다. 오븐 온도는 160℃이고, 오토샘플러 고온 구역은 160℃, 가온 구역은 145℃이다. 용매는 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 200 ppm을 함유하는 1,2,4-트리클로로벤젠이다. 유속은 1.0 ㎖/분이고, 주입량은 100 ㎖이다. 160℃에서 2.5시간 동안 온화하게 교반하여 2,6-디-t부틸-4-메틸페놀 200 ppm을 함유하는 질소 퍼징된 1,2,4-트리클로로벤젠 중에 샘플을 용해시킴으로써 샘플의 약 0.2 중량％ 용액을 주입용으로 제조한다.

분자량 측정은 분자량 분포가 좁은 10종의 폴리스티렌 표준물(폴리머 래버러토리즈, 580 내지 7,500,000 g/몰 범위의 이지칼(EasiCal) PS1)과 그들의 용출 부피를 이용하여 추정한다. 등가의 프로필렌-에틸렌 공중합체 분자량은 폴리프로필렌 및 폴리스티렌의 적절한 마크-호윙크(Mark-Houwink) 계수 (각각 문헌 [Th. G. Scholte, N. L. J. Meijerink, H. M. Schoffeleers, and A. M. G. Brands, J. Appl. Polym. Sci., 29, 3763-3782 (1984)] 및 문헌 [E. P. Otocka, R. J. Roe, N. Y. Hellman, P. M. Muglia, Macromolecules, 4, 507 (1971)]에 기재되어 있음)를 하기 마크-호윙크 방정식에 사용하여 측정한다.

{N} = KMa

상기 식 중, Kpp = 1.90E-04, app = 0.725 및 Kps = 1. 26E-04, aps = 0.702.

본 발명의 일 실시양태에서, 본 발명에 사용되는 열가소성 수지는 본질적으로 동일하게 유지되는 T_me, 및 공중합체 중의 불포화 공단량체의 양이 증가됨에 따라 감소되는 T_max를 갖는 DSC 곡선에 의해 특징된다. T_me는 용융이 종료되는 온도를 의미하고, T_max는 피크 용융 온도를 의미하며, 이들은 모두 최종 가열 단계로부터의 데이터를 이용한 DSC 분석으로부터 당업자가 측정한다. 상기 중합체에서, DSC 분석은 인듐 및 탈이온수를 사용하여 교정된 TA 인스트루먼츠, 인크.(TA Instruments, Inc.)의 모델 Q1000 DSC를 사용하여 측정할 수 있다.

일부 실시양태에서, 열가소성 중합체 조성물은 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제6525157호에 개시된 것이다. 이 특허 문헌에 기재된 중합체는 대다수의 프로필렌 및 소량의 에틸렌을 포함한다. 이들 중합체 조성물은 균질한 단일 선형 거대분자 공중합체 구조를 포함한다. 이들 중합체는 인접한 이소택틱 프로필렌 단위로 인해 제한된 결정화도를 가지며, 후술하는 바와 같은 융점을 갖는다. 이들은 일반적으로 탁티시티(tacticity) 및 공단량체 조성에 있어서의 분자간 불균일성이 실질적으로 없으며, 디엔을 실질적으로 함유하지 않는다. 이들은 또한 분자내 조성 분포의 불균일성도 실질적으로 없다.

본원에 기재된 분산액의 일부 실시양태에서, 공중합체는 하한이 5 중량％ 또는 6 중량％ 또는 8 중량％ 또는 10 중량％이고 상한이 20 중량％ 또는 25 중량％인 에틸렌으로부터 유래된 단위를 포함한다. 이들 실시양태는 또한 하한이 75 중량％ 또는 80 중량％이고, 상한이 95 중량％ 또는 94 중량％ 또는 92 중량％ 또는 90 중량％인 프로필렌으로부터 유래된 단위를 공중합체 중에 포함할 것이다. 이들 중량 백분율은 프로필렌 및 에틸렌으로부터 유래된 단위의 총 중량을 기준으로 한 것으로, 프로필렌으로부터 유래된 단위의 중량％와 에틸렌으로부터 유래된 단위의 중량％의 합은 100％이다. 이 범위 내에서, 상기 공중합체는 시차 주사 열량계(DSC)로 측정시 약간 결정질이고, 탄성을 나타낸다. 이하 본원에서 상세히 정의되는 탄성은 상기 공중합체의 신장으로부터의 치수 회복율이다.

본 발명의 실시양태에서, 열가소성 수지는 중량 평균 분자량(Mw)이 15,000 내지 5,000,000, 또는 20,000 내지 1,000,000이고, 분자량 분포 Mw/Mn(종종 "다분산성 지수" (PDI)라고도 함)가 하한 1.01, 1.5 또는 1.8 부터 상한 40 또는 20 또는 10 또는 5 또는 3까지인 것을 포함한다. 다른 실시양태에서, Mw는 10,000 내지 300,000, 또는 100,000 내지 250,000일 수 있다.

폴리에틸렌 중합체에 통상적으로 사용되는 분자량의 다른 척도는 중합체의 용융 지수이며, I₂라고도 한다. 용융 지수는 분자량에 반비례하지만, 그 상관관계가 선형적이지는 않다. 폴리에틸렌의 경우, 용융 지수는 ASTM D-1238, 조건 190℃/2.16 kg에 따라 측정한다. 본 발명의 실시양태에 유용한 통상적인 열가소성 수지는 I₂가 0.001 내지 1000 g/10분이다. 일부 실시양태에서, 열가소성 수지 (A)는 I₂가 0.5 내지 500 g/10분이다. 다른 실시양태는 I₂가 1 내지 300 g/10분인 열가소성 수지를 포함한다. 열가소성 수지에 적합한 I₂는 용이한 용융 혼련성 및 형성된 코팅물의 물성 면에서 선택해야 한다.

용융 유속(MFR)은 폴리프로필렌 중합체의 분자량 측정의 또 다른 방법이다. 용융 지수와 유사하게, MFR도 분자량에 반비례하지만, 그 상관관계가 선형적이지는 않다. MFR은 통상적으로 ASTM D-1238, 조건 230℃/2.16 kg에 따라 측정한다. 본 발명의 실시양태에 유용한 통상적인 열가소성 수지의 MFR은 약 250 g/10분 미만이다. 일부 실시양태에서, 열가소성 수지 (A)의 MFR은 약 1 내지 약 200 g/10분이다. 다른 실시양태는 MFR이 5 내지 100 g/10분인 열가소성 수지를 포함한다.

<융점 및 결정화도>

시차 주사 열량계(DSC)는 반결정질 중합체의 용융 및 결정화를 조사하는데 사용될 수 있는 통상의 기술이다. DSC 측정의 일반 원리 및 반결정질 중합체의 연구를 위한 DSC의 적용은 표준 문헌에 기재되어 있다 (예를 들면, 문헌 [E. A. Turi, ed., Thermal Characterization of Polymeric Materials, Academic Press, 1981)] 참조). 예를 들어, DSC 분석은 인듐 및 탈이온수를 사용하여 교정된 TA 인스트루먼츠, 인크.의 모델 Q1000을 사용하여 측정할 수 있다. 샘플을 230℃까지 신속하게 가열하여 3분 동안 유지하고, 10℃/분으로 -40℃까지 냉각하여 냉각 곡선을 얻는다. -40℃에서 3분 동안 유지한 후, 10℃/분으로 가열하면서 DSC 용융 흡열을 기록한다. 융점은 표준 TA DSC 소프트웨어를 사용하여 측정한다.

프로필렌이 풍부한 중합체는 다수의 방법, 예컨대 잘 혼합된 연속 공급 중합 반응기에서 수행되는 단일 단계의 정상 상태 중합에 의해 제조할 수 있다. 용액 중합 이외에, 기상 중합 또는 슬러리 중합과 같은 다른 중합법을 사용할 수도 있다. 상기 중합체의 제조를 위한 적합한 방법에 대한 기타 세부사항은 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제6525157호에 기재되어 있다.

통상적인 이소택틱 중합법은 비스(시클로펜타디에닐) 금속 화합물을 비롯한 촉매와, (1) 비배위 상용성 음이온 활성화제 또는 (2) 알루목산 활성화제 중 하나의 존재하에서의 중합으로 이루어진다. 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 상기 방법은 적합한 중합 희석제 중에서 에틸렌 및 프로필렌과 촉매를 접촉시키고 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 촉매는 일 실시양태에서 키랄 메탈로센 화합물, 예컨대 미국 특허 제5198401호에 기재된 것과 같은 비스(시클로펜타디에닐) 금속 화합물을 포함한다. 미국 특허 제5391629호는 본원에 기재된 분산액에 적합한 일부 공중합체의 제조에 유용한 촉매를 또한 기재하고 있다. 기상 중합법은 예를 들어 미국 특허 제4543399호, 동 제4588790호, 동 제5028670호에 기재되어 있다. 본 발명의 실시양태에 사용되는 일부 공중합체의 제조에 유용한 메탈로센 촉매의 지지 방법은 미국 특허 제4808561호, 동 제4897455호, 동 제4937301호, 동 제4937217호, 동 제4912075호, 동 제5008228호, 동 제5086025호, 동 제5147949호 및 동 제5238892호에 기재되어 있다. 본 발명을 위한 상기 비스시클로펜타디에닐 메탈로센의 여러 예가 미국 특허 제5324800호, 동 제5198401호, 동 제5278119호, 동 제5387568호, 동 제5120867호, 동 제5017714호, 동 제4871705호, 동 제4542199호, 동 제4752597호, 동 제5132262호, 동 제5391629호, 동 제5243001호, 동 제5278264호, 동 제5296434호 및 동 제5304614호에 개시되어 있다. 비배위 음이온에 의해 활성화되는 메탈로센 양이온을 비롯한 배위 중합용 이온성 촉매에 대한 기재는 유럽 특허 출원 EP-A-0 277 003호, 동 EP-A-0 277 004호, 미국 특허 제5,198,401호 및 동 제5,278,119호, 및 WO 92/00333 등의 초기 연구에 나타난다. 활성 양성자를 함유하지 않으나 활성 메탈로센 양이온 및 비배위 음이온을 둘 다 발생시킬 수 있는 이온화 이온성 화합물의 사용이 또한 유럽 특허 출원 EP-A-0 426 637호, 동 EP-A-0 573 403호 및 미국 특허 제5387568호, 유럽 특허 출원 EP-A-0 427 697호 및 동 EP-A-0 520 732호에 공지되어 있다. 부가 중합을 위한 이온성 촉매는 또한 금속 산화성 기와 음이온기를 함께 함유하는 음이온성 전구체에 의해 전이 금속 화합물의 금속 중심을 산화시켜 제조할 수도 있다 (유럽 특허 출원 EP-A-0 495 375호 참조).

일부 중합체는, 에틸렌 및 1종 이상의 C₄ 내지 C₂₀ 알파-올레핀으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 프로필렌을, 하나 이상의 반응기에서, 프로필렌 배열을 이소택틱 또는 신디오택틱 배향으로 혼입할 수 있는 메탈로센 촉매의 존재라는 중합 조건 하에 반응시켜, 프로필렌 함량이 65 몰％ 이상이고, 여기서 바람직하게는 프로필렌 배열의 40％ 이상이 이소택틱 또는 신디오택틱 배향이며, 용융 지수(MI)가 약 7 내지 약 3000 dg/분인 제1 공중합체를 제조하는 단계를 포함하는 중합 방법으로 제조할 수 있다. 중합체의 일부 세부사항은 하기 단락들에서 설명한다.

바람직하게는, 프로필렌이 풍부한 중합체 또는 중합체 블렌드의 상당 부분은 40 내지 120℃에서 용융한다. 당업자는 용융의 개시가 보다 낮은 온도에서 시작될 수 있다는 것을 알 것이다. 또한, 중합체 또는 중합체 블렌드는 바람직하게는 에틸렌(또는 알파-올레핀, 예컨대 탄소수가 4 내지 20임)을 30 몰％ 이하, 바람직하게는 3 내지 20 몰％, 보다 바람직하게는 7 내지 15 몰％의 양으로 포함한다. 여기에서, 에틸렌 또는 알파-올레핀은 프로필렌 단위 및 에틸렌 단위를 둘 다 포함하는 반결정질 랜덤 공중합체의 일부를 형성하는 단위일 수 있으며, 예를 들면, 단일 공중합체(블렌드가 아님)를 사용할 경우에 그러하다. 별법으로, 이소택틱 폴리프로필렌을 폴리에틸렌과 블렌딩한 블렌드를 사용할 수 있으며, 이 경우 폴리에틸렌 중의 에틸렌 단위는 전체 중합체 블렌드의 30 몰％ 이하이어야 한다.

다른 특정 실시양태에서, 분산액은 프로필렌이 풍부한 중합체 또는 중합체 블렌드를 포함하며, 이 때, 조성물은 바람직하게는 에틸렌 또는 탄소수 20 이하, 바람직하게는 탄소수 8 이하의 알파-올레핀 중 1종 이상을 프로필렌과 공중합하여 제조되고, 입체규칙성 폴리프로필렌 배열에서 유래된 결정화도가 약 2％ 이상 및 약 65％ 이하이고, 융점이 약 25℃ 내지 약 105℃인 랜덤 공중합체를 포함한다.

또 다른 특정 실시양태에서, 프로필렌이 풍부한 공중합체는 에틸렌 또는 탄소수 8 이하의 알파-올레핀 1종 이상을 프로필렌과 공중합하여 제조되고 입체규칙성 폴리프로필렌 배열에서 유래된 결정화도가 약 2％ 이상 및 약 65％ 이하이고 융점이 약 25℃ 내지 약 105℃인 랜덤 공중합체와 자유 라디칼 개시제의 반응 생성물이다.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시양태에서, 분산액은 융점이 약 40℃ 내지 140℃인 랜덤 중합체를 포함한다. 230℃에서의 용융 유속으로 측정되는 점도는 2 내지 5600, 보다 바람직하게는 70 내지 370, 가장 바람직하게는 300 내지 1800이어야 한다. 상응하게, 190℃에서 측정한 용융 지수는 20 내지 1500, 보다 바람직하게는 40 내지 1000, 가장 바람직하게는 100 내지 500이어야 한다. 또한, 실온에서 중합체의 인장 신도는 50％ 초과, 보다 바람직하게는 100％ 초과, 가장 바람직하게는 300％ 초과이어야 한다. 바람직하게는, 랜덤 공중합체는 프로필렌 단위를 80％ 이상, 바람직하게는 90％ 이상의 양으로 함유하고, 프로필렌 단위가 ¹³C NMR로 측정시 바람직하게는 주로 이소택틱 배열(80％가 넘는 단위가 이소택틱 펜타드임)인 저분자량 공중합체이다. 랜덤 공중합체는 긴 분지쇄를 가지므로 요망되는 유변학적 특성을 위한 보다 큰 가요성을 제공한다.

또 다른 분산액은 에틸렌-프로필렌 공중합체를 이소택틱 폴리프로필렌과 함께 블렌딩한 물리적 블렌드를 함유하는 폴리올레핀 조성물을 포함할 수 있다. 에틸렌-프로필렌 공중합체는 바람직하게는 키랄 메탈로센 촉매를 사용하는 용액 중합에 의해 유도될 수 있다. 이러한 에틸렌-프로필렌 공중합체는 바람직하게는 이소택틱 프로필렌 배열에서 유래된 결정화도를 갖는다. 그러한 블렌드 조성물에서, 공중합체의 조성물은 30 중량％ 이하, 바람직하게는 20 중량％ 이하의 에틸렌을 포함한다. 그러한 공중합체는 선형 또는 분지형일 수 있다. 상기 블렌드는 바람직하게는 실질적인 양, 적어도 약 5 내지 10 중량％의 이소택틱 폴리프로필렌을 함유한다. 특정 실시양태에서, 블렌드는 이소택틱 폴리프로필렌을 약 50 중량％ 이하, 또는 별법으로 약 80 중량％ 이하의 양으로 포함할 수 있다. 블렌드는 또한 반응기 공중합체 및 내충격성 공중합체와 같은 다른 올레핀-기재 중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 기재한 블렌드의 사용은 이소택틱 폴리프로필렌의 존재로 인한 유리한 용융 온도를 제공할 뿐만 아니라, 공중합체에 별도의 분자 구조를 제공하므로, 접착제 조성물의 유변성, 탄성 및 가요성을 개선한다.

또 다른 실시양태에서, 일부 분산액은 에틸렌 및(또는) 프로필렌과, C₄ 내지C₁₀ 올레핀, 바람직하게는 알파-올레핀, 보다 바람직하게는 C₄ 내지 C₈ 알파-올레핀, 가장 바람직하게는 n-부텐, n-헥센 및 n-옥텐으로부터 선택된 다른 단량체의 공중합체 및 혼성 중합체로부터 선택된 열가소성 수지를 포함한다. 열가소성 수지의 에틸렌 또는 프로필렌 함량은 수지의 약 2 내지 98 중량％이다.

일부 실시양태에서, 에틸렌이 중합체의 약 98 내지 65％를 차지하는 주로 에틸렌에 기재한 폴리올레핀이 선택된다. 다른 실시양태에서는 프로필렌이 중합체의 약 98 내지 65％를 차지하는 주로 프로필렌에 기재한 폴리올레핀이 선택된다. 선택된 공단량체(들)이 중합체의 나머지를 구성한다.

일부 상기 실시양태에서, 에틸렌 중합체는 하기의 특징 및 특성을 갖는다. 1) 표준 시차 주사 열량계(DSC) 분석에서 하나 이상의 흡열이 관찰됨에 의해 측정되는 결정화도, 2) 약 30 내지 약 0.1 g/10분, 바람직하게는 25 내지 0.25 g/10분, 보다 바람직하게는 22 내지 0.5 g/10분, 가장 바람직하게는 18 내지 0.75 g/10분의 용융 지수, 및 3) 약 0.845 내지 약 0.925 g/cc, 바람직하게는 0.851 내지 0.91 g/cc, 보다 바람직하게는 0.855 내지 0.905 g/cc, 가장 바람직하게는 0.86 내지 0.90 g/cc의 밀도 (ASTM D-792에 따라 측정).

본 발명의 실시양태에서 사용하기에 특히 적합한 일 부류의 수지는 에틸렌이 공중합체의 약 90 내지 50 중량％, 보다 바람직하게는 85 내지 55 중량％를 차지하고, 1-옥텐 또는 1-부텐이 약 10 내지 약 50 중량％, 보다 바람직하게는 약 15 내지 45 중량％이고, 용융 지수가 약 0.25 내지 약 30 g/10분, 보다 바람직하게는 0.5 내지 20 g/10분인, 에틸렌과 1-옥텐 또는 1-부텐의 공중합체이다. 별법으로, 단일 중합체 대신, 상기 물성을 갖는 중합체의 블렌드를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 범위를 벗어나는 상대적으로 높은 MI를 갖는 제1 중합체를 상대적으로 낮은 MI의 다른 중합체와 블렌딩하여, 조합된 MI 및 블렌드의 평균 밀도가 상기 표시한 범위 내에 들도록 하는 것이 바람직할 수 있다.

열가소성 수지 이외에, 본원에 기재된 분산액은 분산제를 포함한다. 임의의 분산제를 본 발명의 실시양태에 사용할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "분산제"는 분산액의 형성 및(또는) 안정화를 보조하는 제제를 의미한다. 일부 분산제는 유화액을 형성하는데 사용할 수도 있으며, 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 문헌 [Paul Becher, Emulsions: Theory and Practice, 3rd edition, Oxford University Press, New York, 2001]에 상세히 기재되어 있다. 분산제는 일반적으로 세 가지 부류, 즉 1) 표면 활성 물질, 2) 천연 물질, 3) 미분된 고체로 나뉜다. 계면활성제라고도 하는 표면 활성제는 2종의 비혼화성 액체 상 사이의 계면 장력을 감소시키는 물질이다. 이것은 분자 중의 친수성 기에 따라 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양성(양쪽성)으로 분류된다. 시판되는 분산제의 예는 매년 발행되는 문헌 [McCutcheon, McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, Glen Rock, NJ]에서 찾아볼 수 있다. 천연 물질의 예로는 인지질, 스테롤, 라놀린, 수용성 검, 알기네이트, 카라기닌 및 셀룰로오스 유도체를 들 수 있다. 미분된 고체의 예로는 금속의 염기성 염, 카본 블랙, 분체 실리카 및 다양한 점토(주로 벤토나이트)를 들 수 있다.

일부 실시양태에서, 카르복실산 또는 카르복실산염을 분산제로서 사용한다. 통상적인 염으로는 지방산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염이 포함된다. 다른 염으로는 카르복실산의 암모늄염 또는 알킬 암모늄염이 포함된다. 일부 실시양태에서, 카르복실산 또는 그의 염은 12 내지 25개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 분산제가 염인 경우, 탄소수는 카르복실산 단편과 관계된 탄소 원자를 가리킨다. 다른 실시양태에서, 염은 15 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 지방산 단편으로 형성된다. 특정 실시양태는 에루크산의 알칼리 금속염을 사용한다. 에루크산은 탄소수 22의 카르복실산이다. 일부 실시양태는 약 40 내지 약 50％의 에루크산 및 주로 탄소수 18의 쇄로 이루어진 나머지를 함유하는 천연 오일인 평지씨유 형태의 에루크산을 사용한다. 에루크산의 알칼리 금속염이 또한 일부 실시양태에서 유용하다.

본 발명의 일부 실시양태는 지방산의 에스테르로부터 유래된 지방산 또는 그의 염을 사용한다. 상기 에스테르를 구성하는 알코올 잔기는 바람직하게는 2 내지 30, 가장 바람직하게는 6 내지 20개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 그러한 잔기는 선형 또는 분지형 잔기일 수 있고, 탄소수가 서로 상이한 2종 이상의 잔기의 혼합물일 수도 있다. 예시적인 상기 알코올 잔기로는 탄소수 10 내지 20의 고급 알코올 잔기, 예컨대, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올 및 올레일 알코올을 들 수 있다. 일부 실시양태는 에루크산의 에스테르 왁스를 사용한다.

특정 실시양태에서, 탄소수 25 미만의 지방산의 염은 탄소수 25 미만의 지방산을 중화시키거나, 또는 탄소수 25 미만의 지방산의 에스테르를 검화시켜 제조된다.

다른 실시양태에서, 분산제는 에틸렌 아크릴산 공중합체일 수 있다. 또 다른 실시양태는 알킬 에테르 카르복실레이트를 분산제로 사용한다. 일부 실시양태에서, 석유 술포네이트가 유용하다. 다른 실시양태에서, 분산제는 술폰화 또는 폴리옥시에틸렌화 알코올이다. 또 다른 실시양태에서, 황산화 또는 인산화 폴리옥시에틸렌화 알코올이 적합하다. 폴록사머로 알려진 중합체 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 분산제를 분산제로서 사용한다. 1차 및 2차 알코올 에톡실레이트도 또한 일부 분산액에 적합하다. 알킬 글리코시드 및 알킬 글리세리드가 일부 분산액에 사용된다. 물론, 이들 분산제의 조합물도 적합하다.

본원에 기재된 수성 분산액의 실시양태는 상기 성분들 외에 물을 함유한다. 탈이온수가 통상적으로 바람직하다. 일부 실시양태에서, 과도한 경도를 갖는 물은 적합한 분산액의 형성에 바람직하지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 특히, 고농도의 알칼리 토류 이온, 예를 들면 Ca^{2 +}을 함유하는 물은 피해야 한다. 본원에 사용된 "분산액"이라는 용어는 연속된 액상 매질 중에 미분된 고체 또는 액체를 가리킨다. 수성 분산액은 연속된 액상 매질이 물인 분산액이다. 본원에서 본 발명의 조성물과 관련하여 사용된 "분산액"이라는 용어는, 열가소성 수지 및 분산제를 사용하여 제조한 본질적으로 액체인 물질의 유화액 및 고체 입자들의 분산액을 둘 다 포함한다. 상기 고체 분산액은 예를 들면 전술한 바와 같이 유화액을 제조한 후, 유화액 입자들을 다양한 수단으로 고화시켜 얻을 수 있다. 즉, 성분들을 배합할 경우, 일부 실시양태는 분산제의 함량이 0.5 내지 30 중량％이고, (C) 물의 함량이 열가소성 중합체 100 중량부 당 1 내지 35 중량％이고, (A) 및 (B)의 총 함량이 65 내지 99 중량％인 수성 분산액을 제공한다. 일부 실시양태에서, 분산제는 중합체 100 중량부를 기준으로 2 내지 20 중량부이다. 일부 실시양태에서, 분산제의 양은 열가소성 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 4 중량％ 미만이다. 일부 실시양태에서, 분산제는 열가소성 중합체 사용량을 기준으로 약 0.5 내지 3 중량％를 차지한다. 다른 실시양태에서, 약 1.0 내지 약 3.0 중량％의 분산제를 사용한다. 분산제가 카르복실산인 경우에는 분산제가 약 4 중량％ 미만인 실시양태가 바람직하다.

본 발명의 일부 실시양태의 한 가지 특징은 분산액이 작은 입도를 갖는다는 것이다. 통상적으로 평균 입도는 약 5 ㎛ 미만이다. 일부 바람직한 분산액의 평균 입도는 약 1.5 ㎛ 미만이다. 일부 실시양태에서, 평균 입도의 상한은 약 4.5 ㎛, 4.0 ㎛, 3.5 ㎛, 3.75 ㎛, 3.5 ㎛, 3.0 ㎛, 2.5 ㎛, 2.0 ㎛, 1.5 ㎛, 1.0 ㎛, 0.5 ㎛ 또는 0.1 ㎛이다. 일부 실시양태는 평균 입도의 하한이 약 0.05 ㎛, 0.7 ㎛, 0.1 ㎛, 0.5 ㎛, 1.0 ㎛, 1.5 ㎛, 2.0 ㎛ 또는 2.5 ㎛이다. 즉, 일부 실시양태는 예를 들어 평균 입도가 약 0.05 내지 약 1.5 ㎛이다. 반면 다른 실시양태에서, 분산액 중의 입자의 평균 입도는 약 0.5 내지 약 1.5㎛이다. 구형이 아닌 입자의 경우, 입경은 입자의 장축과 단축의 평균이다. 입도는 코울터(Coulter) LS230 광산란 입도 분석기 또는 다른 적합한 장치에서 측정할 수 있다.

분산액 중의 입자를 특징짓는 또 다른 파라미터는 본원에서 부피 평균 입경(Dv)을 수 평균 입경(Dn)으로 나눈 것으로 정의되는 입도 분포이다. 일부 실시양태는 입도 분포가 약 2.0 이하인 것이 특징이다. 다른 실시양태에서, 분산액의 입도 분포는 약 1.9 미만, 1.7 미만, 또는 1.5 미만이다.

또 다른 특정 실시양태에서, 수성 분산액은 (A) 열가소성 수지를 포함하는 고형분 함량의 농도가 10 내지 70％이다. 고형분 함량의 다른 척도는 부피 기준이다. 일부 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 약 74 부피％ 미만이다. 다른 분산액의 고형분 함량은 약 5 내지 약 74 부피％이다. 일부 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 약 70 부피％ 미만, 약 65 부피％ 미만, 또는 약 5 내지 약 50 부피％이다.

본원에 기재된 일부 분산액의 한 가지 특징은 분산액의 적합한 용도에 영향을 줄 수 있는 pH이다. 통상적으로, 분산액의 pH는 12 미만이다. 바람직하게는, pH는 약 5 내지 약 11.5, 바람직하게는 약 7 내지 약 11, 보다 바람직하게는 약 9 내지 약 11이다. 그러나, pH의 하한이 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 약 9, 약 10 또는 약 11인 분산액도 생각할 수 있다. pH의 상한이 약 6, 약 7, 약 8, 약 9, 약 10, 약 11 또는 약 12인 분산액을 생각할 수 있다.

임의의 방법을 사용할 수 있으나, 본원에 기재된 분산액을 제조하기 위한 한 가지 편리한 방법은 용융 혼련이다. 당업계에 알려진 임의의 용융 혼련 수단을 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 혼련기, 밴버리(Banbury) 혼합기, 단축 스크류 압출기, 또는 다축 스크류 압출기를 사용한다. 용융 혼련은 열가소성 수지 (A)의 용융 혼련에 통상적으로 사용되는 조건 하에 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 분산액의 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 한 가지 바람직한 방법은 예를 들어 미국 특허 제5756659호 및 미국 특허 출원 제20010011118호에 따른 상기 성분들의 용융 혼련을 포함하는 방법이다. 바람직한 용융 혼련기는 예를 들어 2개 이상의 스크류를 가지며, 스크류의 임의 위치에 혼련 블록을 추가할 수 있는 다축 스크류 압출기이다. 요망될 경우, 압출기에 제1 재료 공급구 및 제2 재료 공급구, 및 추가의 제3 및 제4 재료 공급구를 차례대로 상류에서 하류로 혼련되는 재료의 유동 방향을 따라 제공할 수 있다. 또한 원할 경우, 진공 배기구를 압출기의 임의 위치에 추가할 수 있다. 일부 실시양태에서, 분산액을 먼저 약 1 내지 약 3 중량％의 물을 함유하도록 희석한 후, 이어서 25 중량％를 초과하는 물을 포함하도록 추가로 희석한다. 일부 실시양태에서, 추가의 희석은 물이 약 30 중량％ 이상인 분산액을 제공한다. 용융 혼련에 의해 얻어진 수성 분산액에 에틸렌-비닐 화합물 공중합체의 수성 분산액, 또는 분산제를 추가로 보충할 수 있다.

도 1은 본 발명의 상기 압출 장치의 실시양태를 개략적으로 도시한다. 압출기(특정 실시양태에서는 2축 스크류 압출기) (20)은 배압 조절기, 용융 펌프 또는 기어 펌프 (30)에 커플링된다. 실시양태는 또한, 각각 펌프(나타내지 않음)를 내장하는 염기 저장소 (40) 및 초기 물 저장소 (50)을 제공한다. 원하는 양의 염기 및 초기 물을 염기 저장소 (40) 및 초기 물 저장소 (50)으로부터 각각 공급한다. 임의의 적합한 펌프를 사용할 수 있으나, 일부 실시양태에서, 240 바아의 압력에서 약 150 cc/분의 유속을 제공하는 펌프를 사용하여 염기 및 초기 물을 압출기 (20)에 공급한다. 다른 실시양태에서, 액체 주입 펌프는 200 바아에서 300 cc/분, 또는 133 바아에서 600 cc/분의 유속을 제공한다. 일부 실시양태에서, 염기 및 초기 물은 예열기로 예열한다.

펠렛, 분체 또는 플레이크 형태의 수지를 공급기 (80)으로부터 압출기 (20)의 유입구 (90)으로 공급하여 수지를 용융 또는 배합한다. 일부 실시양태에서는, 분산제를 수지와 함께 개구를 통해 수지에 첨가하고, 다른 실시양태에서는 분산제를 별도로 2축 스크류 압출기 (20)에 공급한다. 이어서, 수지 용융물을 혼합 및 이송 대역에서 압출기의 유화 대역으로 운반하여, 저장소 (40 및 50)으로부터 물 및 염기의 초기량을 유입구 (55)를 통해 첨가한다. 일부 실시양태에서, 분산제를 수 스트림에 추가로 또는 단독으로 첨가할 수도 있다. 일부 실시양태에서, 유화된 혼합물을 압출기 (20)의 희석 및 냉각 대역에서 저장소 (60)으로부터 유입구 (95)를 통해 추가의 물로 더 희석한다. 통상적으로, 분산액은 냉각 대역에서 30 중량％ 이상의 물로 희석된다. 또한, 희석된 혼합물은 목적하는 희석 수준이 달성되기까지 임의의 횟수로 희석할 수 있다. 일부 실시양태에서는, 물을 2축 스크류 압출기 (20) 내에 첨가하지 않고, 용융물이 압출기로부터 나온 후, 수지 용융물을 함유하는 스트림에 첨가한다. 이 방식에서는 압출기 (20) 내의 스트림 압력 증가가 없어진다.

일부 실시양태에서, 염기성 물질 또는 그의 수용액, 수성 분산액 또는 수슬러리를 공정의 임의 지점에서, 바람직하게는 압출기에서 분산액에 첨가한다. 통상적으로, 염기성 물질은 수용액으로서 첨가한다. 그러나 일부 실시양태에서는, 그것을 다른 편리한 형태, 예컨대 펠렛 또는 과립으로서 첨가한다. 일부 실시양태에서, 염기성 물질 및 물을 압출기의 분리된 유입구들을 통해 첨가한다. 용융 혼련 공정에서 중화 또는 검화에 사용할 수 있는 염기성 물질의 예로는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속, 예컨대 나트륨, 칼륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨; 무기 아민, 예컨대, 히드록실아민 또는 히드라진; 유기 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, 에탄올아민, 시클로헥실아민, 테트라메틸암모늄 히드록시드; 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 옥시드, 히드록시드 및 히드라이드, 예컨대, 나트륨 옥시드, 나트륨 퍼옥시드, 칼륨 옥시드, 칼륨 퍼옥시드, 칼슘 옥시드, 스트론튬 옥시드, 바륨 옥시드, 나트륨 히드록시드, 칼륨 히드록시드, 칼슘 히드록시드, 스트론튬 히드라이드, 바륨 히드록시드, 나트륨 히드라이드, 칼륨 히드라이드, 칼슘 히드라이드; 및 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 약산염, 예컨대, 나트륨 카르보네이트, 칼륨 카르보네이트, 나트륨 히드로겐카르보네이트, 칼륨 히드로겐카르보네이트, 칼슘 히드로겐카르보네이트, 나트륨 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 칼슘 아세테이트; 또는 암모늄 히드록시드가 포함된다. 특정 실시양태에서, 염기성 물질은 알칼리 금속의 히드록시드 또는 알칼리 금속의 히드록시드다. 일부 실시양태에서, 염기성 물질은 칼륨 히드록시드, 나트륨 히드록시드 및 이들의 조합물 중에서 선택된다.

수성 분산액은 다양한 절차, 예컨대 분무 코팅, 커튼 유동 코팅, 롤 코터나 그라비어 코터에 의한 코팅, 브러쉬 코팅, 침지에 의해 기재 상에 코팅될 수 있다. 코팅은 코팅된 기재를 50 내지 150℃에서 1 내지 300초 동안 가열하여 건조시키는 것이 바람직하지만, 임의의 적합한 수단으로 건조를 행할 수 있다.

코팅용 기재는 열가소성 수지, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 다른 폴리올레핀, 배향된 폴리올레핀, 예컨대 2축 배향 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 방향족 폴리에스테르, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리에테르 술폰 및 폴리에테르 이미드의 필름을 포함할 수 있다. 바람직한 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리아미드 및(또는) 폴리카르보네이트를 포함하는 필름이고, 가장 바람직한 기재는 폴리프로필렌, 및 특히 2축 배향 폴리프로필렌을 포함하는 필름이다. 통상적으로, 필름의 두께는 0.5 내지 50 미크론이지만, 일부는 1 내지 30 미크론의 두께를 갖는다.

본원에 기재된 분산액의 일부 실시양태는 우수한 내수성, 내유성 또는 내약품성을 나타내는 코팅물을 형성할 수 있다. 일부 실시양태는 비극성 재료에 접착성을 나타내며, 따라서, 본 발명의 수성 분산액을 종이, 섬유, 목재, 금속 또는 플라스틱 성형품과 같은 기재의 표면 상에 코팅 및 건조하는 경우, 생성되는 수지 코팅물은 기재에 내수성, 내유성, 내약품성, 내부식성 및 가열밀봉성을 제공할 것이다. 본원에 기재된 일부 분산액으로부터 얻어진 코팅물은 우수한 내습성, 발수성, 종이, 특히 물 및(또는) 그리스 차단 및 잉크 접착 코팅 층, 금속, 유리, 목재, 섬유(천연 섬유 및 합성 섬유) 및 부직포에 대한 열접착성, 열전달성, 내마모성, 내충격성, 내후성, 내용매성, 가요성 및 고주파 제조에의 적응성을 나타낸다. 일부 분산액은 직물 침지를 비롯한 텍스타일 코팅물의 형성에 특히 알맞다. 일부 분산액은 또한 카펫 배킹층으로 사용하기에 적합하다. 건축 작업용 코팅 및 비료 펠렛 상의 방출 제어 코팅 또는 마찰계수와 같은 표면 특성을 조절하는 코팅을 생각할 수 있다. 부가적으로, 영문명칭이 "Froths and Durable Foams of Dispersed Olefin Polymers and articles Prepared from Same"인 2004년 8월 25일자 PCT 출원 제2004027593호(대리인 관리번호 63,213C)에 기재된 바와 같이, 일부 분산액을 사용하여 안정한 포말체 및 발포체를 제조할 수 있다.

본원에 기재된 일부 수성 분산액은 코팅된 벽지를 위한 코팅 조성물 중의 결합제, 섬유 코팅제(섬유의 강도, 흡습성 또는 발수성 개선용), 건축용 그물, 나일론, 폴리에스테르 또는 유리 섬유용 사이징제, 종이 또는 부직포의 사이징제/가열접착제, 및 종이 또는 필름에 가열밀봉성을 부여하는 제제, 멸균지의 가열접착제, 잉크 또는 코팅 조성물의 결합제, 잉크젯 프린터용에 적합한 종이 또는 필름의 표면 코팅제, 자동차 코팅 조성물의 칩핑 저항성(chipping resistance) 개선용 제제 등으로서 사용된다.

일부 실시양태에서, 수성 분산액은 본 발명의 목적에 부정적 영향을 주지 않는 양으로 부가 성분들을 갖는다. 예시적인 부가 성분들로는 코팅 성능 개선을 위한 수용성 아미노 수지, 예컨대 수용성 멜라민 수지 및 수용성 벤조구아나민 수지 및 수용성 에폭시 수지; 분산액의 점도 조절 및 안정성 개선을 위한 유기 증점제, 예컨대 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 메틸에테르, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스 및 히드록시에틸 셀룰로오스, 및 무기 증점제, 예컨대 이산화규소, 활성 점토 및 벤토나이트; 분산액의 안정성을 개선하기 위한 비이온성 분산제 및 음이온성 분산제 및 수용성 다가 금속염; 방청제, 곰팡이 방지제, UV 흡수제, 열안정화제, 발포제, 소포제 등의 기타 첨가제; 티탄백, 적색 산화철, 프탈로시아닌, 카본 블랙, 퍼머넌트 옐로우(permanent yellow)와 같은 안료; 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트, 바륨 카르보네이트, 탈크, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 술페이트, 카올린, 운모, 석면 및 칼슘 실리케이트와 같은 충전제를 들 수 있다.

<제조예 1>

듀폰(DuPont)에서 시판하는, 비닐 아세테이트 함량이 약 28 중량％이고, 밀도가 약 0.95 g/㎤(ASTM D-792)이고, 용융 지수가 약 6 g/10분(ASTM D1238에 따라 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, 융점이 약 73℃(ASTM D3417에 따라 측정)인 열가소성 에틸렌-비닐 아세테이트 100 중량부, 및 C₃₂ 카르복실산(베이커-페트롤라이트(Baker-Petrolite)가 제조한 유니시드(Unicide) 425, 산가: 97 mg KOH/g) 4.2 중량부를 180℃의 2축 스크류 압출기에서 8.3 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 4.6 중량％ 칼륨 히드록시드의 수용액을 0.9 kg/시의 속도(총 혼합물의 10 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 5.7 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. pH 10.7에서 고형분 함량이 56 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 직경이 0.56 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.45였다. "분산된 중합체 상"이라는 용어는 단순히 분산액 중의 열가소성 수지를 가리킨다.

<제조예 2>

듀폰 다우 엘라스토머스(DuPont Dow Elastomers)에서 시판하는, 옥텐 함량이 약 38 중량％이고, 밀도가 약 0.87 g/㎤(ASTM D-792)이고, 용융 지수가 약 5 g/10분(ASTM D1238에 따라 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, Mw/Mn이 약 2.0이고, 융점이 약 63℃(주사 속도가 약 10℃/분인 DSC로 측정)인 열가소성 에틸렌/1-옥텐 공중합체 100 중량부, 및 C₁₈/C₁₆ 카르복실산 (CK 위트코(CK Witco)가 제조한 인더스트렌(Industrene) 106, 산가: 200 mg KOH/g) 3.1 중량부를 125℃의 2축 스크류 압출기에서 7.9 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 23.9 중량％ 칼륨 히드록시드의 수용액을 0.2 kg/시의 속도(총 혼합물의 2.5 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 5.4 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. 얻어진 분산액을 추가로 희석하기 위해, 혼합물이 압출기에서 배출된 후에 추가의 물을 0.7 kg/시의 속도로 첨가하였다. pH 9.6에서 고형분 함량이 56 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 직경이 2.04 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.18이었다.

<제조예 3>

듀폰 다우 엘라스토머스에서 시판하는, 옥텐 함량이 약 38 중량％이고, 밀도가 약 0.87 g/㎤(ASTM D-792)이고, 용융 지수가 약 5 g/10분(ASTM D1238에 따라 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, Mw/Mn이 약 2.0이고, 융점이 약 63℃(주사 속도가 약 10℃/분인 DSC로 측정)인 열가소성 에틸렌/1-옥텐 공중합체 100 중량부, 및 C₂₂/C₁₈ 카르복실산 (몬타나 스페셜티 밀즈(Montana Specialty Mills)가 제조한 에루크산 함량이 높은 평지씨유, 산가: 97 mg KOH/g) 3.6 중량부를 150℃의 2축 스크류 압출기에서 5.0 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 16.3 중량％ 칼륨 히드록시드의 수용액을 0.1 kg/시의 속도(총 혼합물의 2.0 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 3.2 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. 얻어진 분산액을 추가로 희석하기 위해, 혼합물이 압출기에서 배출된 후에 추가의 물을 0.8 kg/시의 속도로 첨가하였다. pH 10.7에서 고형분 함량이 55 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 직경이 1.11 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.85이었다.

<제조예 4>

듀폰 다우 엘라스토머스에서 시판하는, 옥텐 함량이 약 38 중량％이고, 밀도가 약 0.87 g/㎤(ASTM D-792)이고, 용융 지수가 약 5 g/10분(ASTM D1238에 따라 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, Mw/Mn이 약 2.0이고, 융점이 약 63℃(주사 속도가 약 10℃/분인 DSC로 측정)인 열가소성 에틸렌/1-옥텐 공중합체 100 중량부, 및 C₂₆ 카르복실산(베이커-페트롤라이트가 제조한 유니시드 350, 산가: 115 mg KOH/g) 3.1 중량부를 150℃의 2축 스크류 압출기에서 9.7 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 12.5 중량％ 칼륨 히드록시드의 수용액을 0.2 kg/시의 속도(총 혼합물의 2.0 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 7.5 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. pH 10.8에서 고형분 함량이 56 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 직경이 0.79 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.95였다.

<제조예 5>

에틸렌 함량이 약 12.7 중량％이고, 밀도가 약 0.864 g/㎤(ASTM D-792)이고, 용융 유속이 약 23 g/10분(ASTM D1238에 따라 230℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, 융점이 약 60 내지 70℃이고, Mw/Mn이 약 2.0이고, 굴곡 탄성률이 약 4 kpsi인 열가소성 프로필렌-에틸렌 공중합체 100 중량부, 및 C₂₆ 카르복실산(베이커-페트롤라이트가 제조한 유니시드 350, 산가: 115 mg KOH/g) 6.4 중량부를 150℃의 2축 스크류 압출기에서 1.6 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 25 중량％ 칼륨 히드록시드의 수용액을 0.08 kg/시의 속도(총 혼합물의 4.8 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 1.5 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. pH 11.6에서 고형분 함량이 51 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 직경이 0.61 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.31이었다.

<제조예 6>

공단량체 함량이 약 9 중량％이고, 융점이 86℃이고, 용융 유속이 약 25 g/10분(ASTM D1238에 따라 230℃ 및 2.16 kg으로 측정)이고, Mw/Mn이 약 2.0인 열가소성 프로필렌-에틸렌 공중합체 100 중량부, 및 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)에서 상표명 프리마코르 5980i로 입수 가능한, ASTM D1238에 따라 125℃/2.16 kg으로 측정한 용융 지수가 약 15 g/10분(이것은 ASTM D1238에 따라 190℃/2.16 kg으로 측정한 경우의 약 300 g/10분과 등가임), 아크릴산 함량이 약 20.5 중량％이고, DSC 융점이 약 77℃인 에틸렌 아크릴산 공중합체 42.9 중량부를 170℃의 2축 스크류 압출기에서 4.3 kg/시의 속도로 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제를 용융 혼련한 후, 11.7 중량％ 칼륨 히드록시드 수용액을 1.6 kg/시의 속도(총 혼합물의 27.1 중량％의 비율)로 하류 주입구에 연속적으로 공급하였다. 이어서, 이 수성 분산액을 압출기에서 배출하기 전에 2.7 kg/시의 속도의 추가의 물로 희석하였다. 얻어진 분산액을 추가로 희석하기 위해, 혼합물이 압출기로부터 배출된 후에 추가의 물을 2.3 kg/시의 속도로 첨가하였다. pH 9.9에서 고형분 함량이 41 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 입도가 0.86 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.48이었다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시양태는 기재 상에 분산액을 도포 및 건조하여 코팅된 기재를 제조하는 신규한 방법을 제공하고, 이들 코팅된 기재는 여러 용도에서 유용하다. 몇몇 경우에, 신규 방법은 하기 이점 중 하나 이상을 갖는 분산액을 사용하여 코팅물을 제조한다. 첫째, 상기 분산액으로부터 제조된 일부 신규 코팅물은 보다 양호한 내구성을 갖는다. 상기 분산액으로부터 제조된 특정 코팅물은 개선된 접착 특성을 나타내고, 나머지 코팅물은 개선된 접착성뿐만 아니라, 양호한 인성 및 내구성을 가질 수 있다. 상기 분산액으로부터 제조된 다른 코팅물은 용융-압출 공정에서 처리하기에 보다 용이하다. 특히, 상기 분산액으로부터 제조된 일부 코팅물은 분산액으로부터 침전된 중합체의 낮은 융점 때문에 처리하기에 보다 용이하다. 분산액으로부터 제조된 일부 코팅물은 황변이 적다는 특징을 갖는다. 기타 특성 및 추가 이점은 당업자에게 명백하다.

상기에서 논의한 바와 같이, 본원에 기재된 실시양태에 따라 제조된 수성 분산액은 다양한 기재를 위한 코팅물의 제조에 특히 유용할 수 있다. 예시적인 기재로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 다른 폴리올레핀, 배향 폴리올레핀, 예컨대 2축 배향 폴리프로필렌(BOPP), 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 방향족 폴리에스테르, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리에테르 술폰 및 폴리에테르 이미드를 들 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.

건조 후, 얻어진 필름은 다수의 용도에 유용할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시양태를 기재한 흐름도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 공정의 제1 단계는수성 중합체 분산액을 제조하는 단계(단계 200)이다. 다음 단계(단계 202)는 상기 분산액으로 기재를 코팅하는 단계이다. 이어서, 코팅된 기재를 건조하여 최종 생성물을 형성한다 (단계 204). 각 단계는 하기에서 보다 자세히 설명될 것이다.

분산액의 형성 (단계 200)

이 단계는 이전 단락에서 자세히 논의되었다. 그러나 명확히 하기 위해 몇몇 논의를 하기에 제공한다. 분산액의 형성에서, 분산액의 기초를 제공하는 수지(들)가 주요 요소이며, 하기 특징들 중 하나 이상을 조절하고 변경한다는 것에 주목하는 것이 중요하다;

가열밀봉 거동 - 가열밀봉 개시 온도, 밀봉 강도 및 고온 점착성;

지지 필름 기재에 대한 접착성; 및

필름 형성 특성 - 분산액을 건조하는 동안, 입자가 바람직하게는 유착되어 응집된 투명층을 형성함.

본 발명의 실시양태에 사용될 수 있는 중합체로는 어피니티(AFFINITY; 상표명) EG 8200 공중합체(0.870 g/cc, 5 MI) 및(또는) DE 4300.02 프로필렌-기재 공중합체(12％ 에틸렌, 25 MFR)를 들 수 있고, 둘 다 더 다우 케미칼 캄파니(미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 입수가능하다. 상기 중합체 모두 낮은 가열밀봉 개시 온도, 기재에 대한 양호한 접착성을 제공하고, 건조시 필름을 형성할 수 있다.

다른 실시양태에서, 프로필렌, 에틸렌과, 임의로 1종 이상의 불포화 공단량체, 예를 들어 C_{4 -20} α-올레핀, C_{4 -20} 디엔, 비닐 방향족 화합물(예컨대 스티렌) 등의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 공중합체는 프로필렌으로부터 유도된 단위 약 60 중량％ 이상, 에틸렌으로부터 유도된 단위 약 0.1 내지 35 중량％ 및 1종 이상의 불포화 공단량체로부터 유도된 단위 0 내지 약 35 중량％를 포함하되, 단 에틸렌 및 불포화 공단량체로부터 유도된 단위의 중량％의 합이 약 40을 넘지 않는 것을 특징으로 한다. 상기 공중합체는 또한 (i) 약 14.6 및 약 15.7 ppm에서 레지오-에러에 상응하는 거의 동일한 강도의 ¹³C NMR 피크, (ii) 약 -1.20 초과의 뒤틀림 지수(S_ix), (iii) 본질상 동일하게 유지되는 T_me, 및 공중합체 중 공단량체, 즉 에틸렌 및(또는) 불포화 공단량체(들)로부터 유도된 단위의 양이 증가함에 따라 감소하는 T_max를 갖는 DSC 곡선이라는 특성 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.

다른 실시양태에서, 프로필렌과 1종 이상의 불포화 공단량체의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 공중합체는 프로필렌으로부터 유도된 단위 약 60 중량％ 이상, 및 불포화 공단량체로부터 유도된 단위 약 0.1 및 40 중량％를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 공중합체는 또한 (i) 약 14.6 및 약 15.7 ppm에서 레지오-에러에 상응하는 거의 동일한 강도의 ¹³C NMR 피크, (ii) 약 -1.20 초과의 뒤틀림 지수(S_ix), (iii) 본질상 동일하게 유지되는 T_me, 및 공중합체 중 공단량체, 즉 불포화 공단량체(들)로부터 유도된 단위의 양이 증가함에 따라 감소하는 T_max를 갖는 DSC 곡선이라는 특성 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.

다른 실시양태에서, 2종 이상의 공중합체의 블렌드(여기서 1종 이상의 공중합체는 상기에 기재된 프로필렌/에틸렌 및 프로필렌/불포화 공단량체의 공중합체 (개별적으로 및 전체적으로 "P/E* 공중합체") 중 하나 이상임)가 사용될 수 있다. 블렌드 중 각 성분의 양은 편의에 따라 다양할 수 있다. 상기 블렌드는 어느 한 성분을 블렌드의 총 중량을 기준으로 하여 임의의 중량％로 함유할 수 있고, 균일상 또는 불균일상일 수 있다. 불균일상인 경우, 본 발명의 제1 및 제2 실시양태의 공중합체는 연속상 또는 불연속상(즉, 분산상)일 수 있다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 (a) 1종 이상의 프로필렌 단독 중합체 및 (b) 1종 이상의 다른 중합체, 예를 들어 EP 또는 EPDM 고무의 블렌드에 관한 것이다. 상기 프로필렌 단독 중합체는 약 14.6 및 약 15.7 ppm에서 레지오-에러에 상응하는, 거의 동일한 강도의 ¹³C NMR 피크를 갖는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 프로필렌 단독 중합체는 실질적으로 이소택틱 프로필렌 배열, 즉 ¹³C NMR에 의해 측정된 이소택틱 트리아드 (mm)의 배열이 약 0.85를 초과하는 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 1종 이상의 다른 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 1종 이상의 폴리에틸렌, 에틸렌/α-올레핀, 부틸렌/α-올레핀, 에틸렌/스티렌 등일 수 있다. 상기 블렌드는 어느 한 성분을 블렌드의 총 중량을 기준으로 하여 임의의 중량％로 함유할 수 있고, 균일상 또는 불균일상일 수 있다. 불균일상인 경우, 프로필렌 단독 중합체는 연속상 또는 분산상일 수 있다.

상기 유형의 중합체를 형성하는 방법은, 그 전문이 본원에 참조로 명백히 포함되는 미국 특허 출원 공개 제20030204017호에 개시되어 있다.

또한 상기 분산액 단락에서 논의된 바와 같이, 계면활성제(또는 이들의 혼합물)는 분산액을 안정화시키는 데 사용될 수 있다. 계면활성제(들)를 적합하게 선택함으로써, 하기 특성들 중 적어도 일부를 조절하고 변경할 수 있다:

분산 입도;

필름 형성 특성;

전단 및 저장 안정성 - 분산액 특성(예컨대 입도)의 현저한 변화 없이 고전단(전단 안정성) 및 장시간(저장 안정성)에 견디는 분산액의 능력;

습윤성 - 기재 상에 "드로잉 백(drawing back)" 또는 "비딩(beading)" 없이 기재 위를 유동하는 능력; 및

기재에 대한 접착성.

상기에서 언급한 바와 같이, 계면활성제는 단일 계면활성제 또는 몇몇 계면활성제의 블렌드일 수 있다. 선택된 계면활성제는 원하는 중합체 또는 중합체 용액을 초기에 분산할 수 있어야 한다. 이에 효과적인 선택된 계면활성제로는 염기(일반적으로 NaOH, KOH 및 NH₄OH)에 의해 중화되는 장쇄 지방산(C₁₈ 내지 C₃₂)을 들 수 있다. 상기 유형의 한 특정 예로는 KOH로 중화되는 올레산이 있다. 다른 계면활성제로는 염기로 중화되는 에틸렌-아크릴산 공중합체를 들 수 있다. 한 예로는 KOH로 중화되는 프리마코르(상표명) 5980I 공중합체(아크릴산 20 중량％, 300 MI, 더 다우 케미칼 캄파니로부터 입수 가능함)가 있다. 유용한 계면활성제의 또 다른 군으로는 술포네이트를 들 수 있다. 한 예로는 로도칼(Rhodocal; 상표명) DS-10 계면활성제(로디아 인크.(Rhodia, Inc., 미국 뉴저지주 크랜베리 소재)로부터 입수 가능함)가 있다.

중합체를 초기에 분산하는 데 사용되는 계면활성제 뿐만 아니라, 추가의 계면활성제를 첨가하여 습윤성 및 전단 안정성과 같은 특성을 개선시킬 수 있다. 술포네이트가 이러한 능력에 효과적인 것으로 증명되었다.

폴리올레핀 분산액에 대한 계면활성제 패키지의 한 특정 예로는 중합체 기준으로 0 내지 10 중량％ 양의 C₁₂ 내지 C₆₀ 장쇄 지방산, 중합체 기준으로 0 내지 50 중량％ 양의 에틸렌-아크릴산(EAA) 및 중합체 기준으로 0 내지 10 중량％ 양의 술포네이트를 들 수 있고, 적재되는 총 계면활성제는 중합체 기준으로 약 50 중량％ 미만이다. 다른 실시양태에서, 적재되는 총 계면활성제는 중합체 기준으로 약 10 중량％ 미만일 수 있다. 다른 실시양태에서, 적재되는 총 계면활성제는 중합체 기준으로 약 5 중량％ 미만일 수 있다. 특정 실시양태에서, 몰 기준으로 25 내지 200％의 양의 염기를 첨가하여 장쇄 지방산 및 EAA를 중화한다.

또 다른 실시양태에서, 폴리올레핀 분산액에 대한 계면활성제 패키지로는 중합체 기준으로 0 내지 5 중량％ 양의 C₁₂ 내지 C₄₀ 장쇄 지방산, 중합체 기준으로 0 내지 30 중량％ 양의 에틸렌-아크릴산 및 중합체 기준으로 0 내지 5 중량％ 양의 술포네이트를 들 수 있고, 적재되는 총 계면활성제는 중합체 기준으로 1.0 중량％이다. 특정 실시양태에서, 몰 기준으로 50 내지 150％의 염기를 첨가하여 장쇄 지방산 및 EAA를 중화한다.

또 다른 실시양태에서, 폴리올레핀 분산액에 대한 계면활성제 패키지로는 중합체 기준으로 2 내지 4 중량％ 양의 C₁₈ 내지 C₃₀ 장쇄 지방산 및 중합체 기준으로 1 내지 3 중량％ 양의 술포네이트를 들 수 있다. 선택된 실시양태에서, 몰 기준으로 75 내지 125％의 염기를 첨가하여 장쇄 지방산 및 EAA를 중화한다.

기재 상에 유용한 코팅물을 제공하기 위해 조절가능한, 본 발명에 따른 분산액의 또 다른 특징으로는 분산 입도의 조절을 들 수 있다. 선택된 실시양태에서, 분산액의 평균 입도(부피 분획 기준)는 1 미크론 미만이어서, 목적하는 코팅물 두께가 얇은 (1 내지 2 미크론의 건조 코팅물 두께) 투명 필름을 얻을 수 있다.

그러나, 선택된 특정 용도에 따라 다른 입도가 유용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 분산액의 입도는 5 미크론 미만일 수 있다. 선택된 실시양태에서, 분산액의 입도는 2 미크론 미만일 수 있고, 특정 실시양태에서 분산액의 입도는 1 미크론 미만일 수 있다.

조절될 수 있는, 본 발명에 따른 분산액의 또 다른 측면은 고형분 함량이다. 분산액의 고형분 함량의 적당한 범위는 분산된 중합체 입자가 물로부터 분리되는 것을 방지할 수 있고(있거나) 더 적은 양의 물이 중합체를 포함함에 따라 수송 비용을 절감할 수 있다. 선택된 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 50 중량％ 초과일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 10 내지 70 중량％이다. 다른 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 20 내지 60 중량％이고, 또 다른 실시양태에서, 분산액의 고형분 함량은 40 내지 55 중량％이다.

조절될 수 있는, 본 발명에 따른 분산액의 또 다른 측면은 전단 안정성이다. 분산액을 필름 기재 상에 얇은 두께로 코팅하는 공정은 종종 분산액을 매우 높은 전단 속도로 노출하는 것을 필요로 한다. 바람직한 실시양태에서, 분산액은 감지될 정도로 응집하지 않고 상기 노출에 견딜 수 있다. 특정 실시양태에서, 고전단에 노출된 분산액 샘플 100 g을 기준으로 하여 중합 응집체 0.5 g 미만을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 분산액의 전체 pH는 목적하는 필름 기재 상에서 분산액의 습윤성 및 접착성을 조절하는 데 중요할 수 있다. 낮은 표면 에너지 기재, 예컨대 2축 배향 폴리프로필렌(BOPP)에 대해, 분산액의 pH는 바람직하게는 11 미만이다. 일부 실시양태에서, 분산액의 pH는 7.5 내지 13이다. 다른 실시양태에서, 분산액의 pH는 8 내지 12이고, 또 다른 실시양태에서 분산액의 pH는 8 내지 11이다.

코팅물 도포 조건(단계 202)

분산액을 제조한 후, 기재 상에 코팅한다. 코팅물 두께에 있어서, 도포된 코팅물의 두께는 최종 필름의 고온 점착성 및 밀봉 강도를 조절하는 데 중요하다. 1 내지 2 미크론의 코팅물 두께는 일반적으로 200 g/in 초과의 밀봉 강도를 형성하는 데 필요하고, 이는 포장 용도에 적합한 강도이다. 건조된 코팅물에 대한 바람직한 두께는 0.5 내지 75 미크론이다. 특정 실시양태에서, 건조된 코팅물에 대한 코팅물 두께는 0.5 내지 25 미크론이다. 다른 실시양태에서, 건조된 코팅물에 대한 코팅물 두께는 0.75 내지 5 미크론, 또는 0.75 내지 2 미크론이다.

사용될 수 있는 일반적인 수지는 에틸렌 단독 중합체, 예컨대 LDPE, 에틸렌-비닐 화합물, 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 및 에틸렌-메틸 아크릴레이트 (EMA), 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 예컨대 에틸렌-부텐, 에틸렌-헥센 및 에틸렌-옥텐 공중합체, 프로필렌 단독 중합체, 및 프로필렌 공중합체 및 혼성 중합체, 예컨대 프로필렌-에틸렌 공중합체 및 프로필렌-에틸렌-부텐 혼성 중합체를 단독으로 또는 블렌드로 포함한다.

BOPP 및 다른 폴리올레핀 기재 상의 코팅물로서 보다 바람직한 중합체로는 밀도가 0.85 내지 0.90 g/cc이고, 용융 지수(ASTM D-1238, 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)가 1 내지 100 g/10분인 에틸렌-옥텐 공중합체를 들 수 있다. 에틸렌 함량이 5 내지 20 중량％이고, 용융 유속(ASTM D-1238, 230℃ 및 2.16 kg으로 측정)이 0.5 내지 300 g/10분인 프로필렌-에틸렌 공중합체가 사용된다. 보다 바람직하게는, BOPP 및 다른 폴리올레핀 기재 상의 코팅물로서의 중합체는 밀도가 0.86 내지 0.88 g/cc이고, 용융 지수(ASTM D-1238, 190℃ 및 2.16 kg으로 측정)가 0.8 내지 35 g/10분인 에틸렌-옥텐 공중합체를 들 수 있다. 다른 실시양태에서, 에틸렌 함량이 9 내지 15 중량％이고, 용융 유속(ASTM D-1238, 230℃ 및 2.16 kg으로 측정)이 1 내지 30 g/10분인 프로필렌-에틸렌 공중합체가 사용된다.

본 발명의 실시양태는 배향 기재와 함께 사용하기에 특히 적합하다. 본원에서 "고체 상태 배향"은 구조의 대부분을 구성하는 수지의 가장 높은 T_g(유리 전이 온도) 보다 높고, 필름 수지의 적어도 일부의 가장 높은 용융점보다 낮은 온도, 즉 구조를 구성하는 수지의 적어도 일부는 용융 상태가 아닌 온도에서 수행되는 배향 공정을 나타낸다. 고체 상태 배향은 압출 다이로부터 용융된 중합체 필름이 형성되는 즉시 연신이 발생하는, 핫 블로운 필름을 포함하는 "용융 상태 배향"과 대조적일 수 있다.

본원에서 "고체 상태 배향"이란 상이한 층의 수지를 공압출 또는 압출 코팅하여, 중합체의 결정화를 중지시키거나 또는 느리게 하기 위해 고체 상태로 빠르게 냉각시킨 1차 두꺼운 시트 또는 튜브 (1차 테이프)를 얻고, 이에 따라 고체 1차 필름 시트가 제공되며, 이어서 상기 고체 1차 필름 시트를 소위 배향 온도로 재가열하고, 그 후 재가열된 필름 시트를 배향 공정(예를 들어, 포착 버블(trapped bubble)), 또는 동시 또는 순차적인 텐터 프레임 공정을 이용하여 이축 연신하고, 마지막으로 연신된 필름을 신속히 냉각하여 열 수축성 필름을 제공하는 것에 의해 얻어진 필름을 말한다. 상기 포착 버블 고체 상태 배향 공정에서, 1차 테이프는 버블을 생성하는 공기압을 이용한 팽창에 의해 횡방향(TD)으로 연신될 뿐만 아니라, 버블을 함유한 2조의 닙 롤 사이에서 차별적인 속도로 종방향(LD)으로 연신된다. 상기 텐터 프레임 공정에서, 시트 또는 1차 테이프는 시트 전방을 가속하여 종방향으로 연신되고, 이와 동시에 또는 순차적으로 가열 연화된 시트를 확대되는 기하 형상의 프레임(diverging geometry frame)을 통해 가이드함으로써 횡방향으로 연신된다.

분산액 중 열가소성 수지의 부피 평균 입경, 또는 부피 평균 입도로 분산액을 지칭하는 경우, 당업자는 충전제와 같은 다른 재료가 또한 분산 입자 내에 존재할 수 있고, 입도에 포함될 것이라는 것을 이해할 것이다. 부피 평균 입경 측정시, 분산된 모든 고체가 포함된다.

기재, 예컨대 필름 및 필름 구조물은 본원에 기재된 신규한 코팅 방법 및 코팅 조성물에 특히 유용하고, 상기 기재는 통상적인 핫 블로운 필름 제조 기술 또는 다른 2축 배향 공정, 예컨대 텐터 프레임 또는 2중 버블 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 통상적인 핫 블로운 필름 공정은, 예를 들어 문헌 [The Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, Third Edition, John Wiley ＆ Sons, New York, 1981, Vol. 16, pp. 416-417 and Vol. 18, pp. 191-192]에 기재되어 있다. 미국 특허 제3,456,044호(팔케(Pahlke))의 "2중 버블" 공정에 기재된 바와 같은 2축 배향 필름 제조 공정, 및 미국 특허 제4,352,849호(뮐러(Mueller)), 동 제4,597,920호(골릴세(Golilce)), 동 제4,820,557호(워렌(Warren)), 동 제4,837,084호(워렌), 동 제4,865,902호(골리케(Golike) 외), 동 제4,927,708호(헤란(Herran) 외), 동 제4,952,451호(뮐러), 동 제4,963,419호(러스티(Lustig) 외) 및 동 제5,059,481호(러스티 외)에 기재된 공정도 또한 본원에 기재된 신규한 코팅 방법 및 코팅 조성물로 기재를 코팅하는 데 이용될 수 있다. 기재 필름 구조물은 또한 배향 폴리프로필렌에 사용된 것과 같은 텐터 프레임 기술에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.

식품 포장 용도를 위한 다른 기타 다층 필름 제조 기술은 문헌 [Packaging Foods With Plastics, by Wilmer A. Jenkins and James P. Harrington (1991), pp. 19-27] 및 문헌 ["Coextrusion Basics" by Thomas I. Butler, Film Extrusion Manual: Process, Materials, Properties pp. 31-80 (published by TAPPI Press(1992))]에 기재되어 있다.

기재 필름은 단층 또는 다층 필름일 수 있다. 문헌 [Packaging Foods With Plastics, by Wilmer A. Jenkins and James P. Harrington (1991)] 또는 문헌 ["Coextrusion For Barrier Packaging" by W. J. Schrenk and C. R. Finch, Society of Plastics Engineers RETEC Proceedings, Jun. 15-17(1981), pp. 211-229]에 기재된 바와 같이, 코팅되는 기재 필름을 또한 다른 층(들)과 공압출시키거나, 또는 상기 필름을 2차 작업에서 또 다른 층(들) 상에 적층하여 코팅된 기재를 형성할 수 있다. 단층 기재 필름이 문헌 [K. R. Osborn and W. A. Jenkins in "Plastic Films, Technology and Packaging Applications" (Technomic Publishing Co., Inc. (1992))]에 기재된 바와 같이 관형 필름(즉, 블로운 필름 기술) 또는 편평한 다이(즉, 캐스트 필름)를 통해 제조되면, 상기 필름은 다른 포장 재료층에 접착 또는 압출 적층되는 추가의 후-압출 단계를 통해 기재로 사용될 다층 구조를 형성해야 한다. 기재 필름이 (또한 오스본(Osborn) 및 젠킨스(Jenkins)에 의해 기재된) 2개 이상의 층의 공압출물인 경우, 상기 필름은 최종 필름의 다른 물리적 요건에 따라 포장 재료의 추가 층에 계속 적층될 수 있다.

문헌 ["Laminations Vs. Coextrusion" by D. Dumbleton (Converting Magazine (September 1992))] 또한 적층 대 공압출을 논의하고 있다. 단층 및 공압출된 필름에 또한 다른 후-압출 기술, 예컨대 2축 배향 공정을 수행할 수 있다.

압출 코팅은 본원에 기재된 신규 코팅 방법 및 코팅 조성물을 사용하여 코팅되는 기재로서의 다층 필름 구조물을 제조하기 위한 또 다른 기술이다. 신규 코팅 조성물은 하나 이상의 코팅된 필름 구조의 층을 포함한다. 캐스트 필름과 유사하게, 압출 코팅은 편평한 다이 기술이다.

본 발명의 필름 및 필름층은 수직 또는 수평의 제대충전포장기(form-fill-seal) (HFFS 또는 VFFS) 용도에 유용하다. 상기 용도를 기재한 관련 특허로는 미국 특허 제5,228, 531호, 동 제5,360,648호, 동 제5,364,486호, 동 제5,721,025호, 동 제5,879,768호, 동 제5,942,579호 및 동 제6,117,465호를 들 수 있다.

일반적으로 다층 필름 구조물에서, 신규 코팅 방법은 코팅 조성물을 기재에 도포하여 전체 다층 필름 구조물 중 하나 이상의 층을 형성한다. 다층 구조물 중 다른 층들로는 차단층 및(또는) 결합층(tie layer) 및(또는) 구조층을 들 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.

다양한 재료가 이들 층에 사용될 수 있고, 그 중 일부는 동일한 필름 구조물 중 1개를 넘는 층으로 사용된 것이다. 상기 재료의 일부로는 호일, 나일론, 에틸렌/비닐 알코올(EVOH) 공중합체, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌, 배향 폴리프로필렌(OPP), 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA) 공중합체, 에틸렌/아크릴산(EAA) 공중합체, 에틸렌/메타크릴산(EMAA) 공중합체, LLDPE, HDPE, LDPE, 나일론, 그래프트 접착 중합체(예를 들어, 말레산 무수물 그래프트 폴리에틸렌) 및 종이를 들 수 있다. 일반적으로, 다층 필름 구조물은 2 내지 7개의 층을 포함한다.

기재 필름은 당업계에 공지된 기술인 캐스트 추출(단층 필름의 경우) 또는 공압출(다층 필름의 경우)로 제조될 수 있다. 상기 필름을 켄칭하고, 20 내지 35 킬로그레이의 조사량으로 전자빔 조사하고, 그의 배향 온도로 재가열하고, 이어서 세로 방향(기계 방향으로도 불림) 및 가로 방향(폭 방향으로도 불림)으로 각각 최대 1.5:1, 또는 최대 2:1, 또는 최대 3:1, 또는 최대 4:1, 또는 최대 5:1의 비로 배향될 수 있다. 일 실시양태에서, 배향은 가로 방향으로 약 5:1 및 세로 방향으로 약 10:1이다. 또 다른 실시양태에서, 배향은 세로 및 가로 방향 각각에서 약 7:1이다.

기재 필름을 공압출, 적층, 압출 코팅 또는 코로나 결합을 비롯한 임의의 적합한 공정으로 제조할 수 있고, 미국 특허 제4,551,380호(쇤베르크(Schoenberg))에 나타낸 바와 같이 관형 캐스트 공압출로 제조할 수 있다. 필름으로부터 제조된 봉투는 미국 특허 제3,741,253호(브랙스(Brax) 외)에 나타낸 바와 같이 임의의 적합한 공정으로 제조될 수 있다. 측면 또는 밑단이 밀봉된 봉투는 단일 권취 또는 이중 권취 필름으로부터 제조될 수 있다.

기재 필름은 포착 버블 공정, 또는 동시 또는 순차적인 텐터 프레임 공정을 비롯한 임의의 적합한 공정으로 배향될 수 있다. 필름을 사용하는 특정 포장 작업에서 요망되는 특성을 제공하는 한, 필름은 요망되는 임의의 총 두께를 가질 수 있다. 최종 필름 두께는 공정, 최종 용도 등에 따라 다양할 수 있다. 일반적인 두께는 0.1 내지 20 mil, 바람직하게는 0.2 내지 15 mil, 보다 바람직하게는 0.3 내지 10 mil, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 5 mil, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 2 mil, 예컨대 0.3 내지 1 mil의 범위이다.

적합한 열가소성 중합체 재료로는 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르-아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아릴에테르, 폴리아릴에테르 케톤, 지방족 폴리케톤, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 폴리스티렌 및 이들의 유도체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(바람직하게는 단독 중합체), 다른 폴리올레핀, 올레핀 단량체가 우세한 공중합체, 플루오르화 중합체 및 공중합체, 염소화 중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리에테르, 이오노머 수지, 엘라스토머, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 폴리우레탄을 들 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다. 상기에서 거명된 임의의 중합체를 포함하는 혼화성 또는 비혼화성 중합체 블렌드, 및 상기에서 거명된 임의의 중합체를 구성하는 임의의 단량체를 포함하는 공중합체가 또한 바람직하고, 배향 필름이 이러한 블렌드 또는 공중합체로부터 제조될 수 있다면 그러하다.

본원에서 사용된 용어 "공중합체" 및 "혼성 중합체"는 호환적으로 사용되어, 2종 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 의미한다.

특정 열가소성 수지가 언급되지만, 본 발명의 실시양태는 일반적으로 임의의 적합한 열가소성 수지와 함께 사용될 수 있다. 또한 단일층이 언급되지만, 다층을 사용할 수 있음은 명백히 본 발명의 범주에 속한다. 따라서, 본원에 기재된 층들의 조합물을 사용할 수 있다. 그러나, 또한 다른 재료로부터 형성될 수 있는 다른 층이 본원에 개시된 분산액으로부터 형성된 층들 위에 적층되거나 또는 이들 사이에 삽입될 수 있다는 점도 명백히 본 발명의 범주에 속한다.

건조 조건(단계 204)

분산액을 원하는 기재 상에 코팅한 후, 코팅물을 건조하여 물을 제거하고, 중합체 입자를 실질적으로 연속된 필름에 유착시킨다. 일 실시양태에서, 오븐을 사용하여 건조 공정을 가속화할 수 있다. 상기 중합체 입자를 적절히 유착시키기 위해, 코팅물을 바람직하게는 분산액을 형성하는 중합체의 융점을 약 20℃ 초과하는 온도에 도달하게 한다. 예를 들어, 어피니티(상표명) EG 8200 공중합체 (약 10℃/분의 주사 속도에서 DSC로 측정된 융점 60℃)로부터 제조되는 분산액의 경우, 코팅된 필름은 약 80℃의 온도에 도달해야 한다.

선택된 실시양태에서, 사용되는 온도 범위는 분산액의 중합체 베이스의 최고 융점 내지 지지 필름의 연화점의 범위이다. 특정 실시양태에서, 코팅된 기재는 분산액의 중합체 베이스의 최고 융점을 10℃ 초과하는 온도부터 지지 필름의 연화점에서 10℃ 아래까지의 온도에서 건조 오븐으로부터 배출될 수 있다. 다른 실시양태에서, 기재는 분산액의 중합체 베이스의 최고 융점을 20℃ 초과하는 온도부터 지지 필름의 연화점에서 20℃ 아래까지의 온도에서 건조 오븐으로부터 배출될 수 있다.

실시예 1

일 실시양태에서, 본원에 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 제5,539,021호 (페이트(Pate))에 기재된 방법을 이용하여 어피니티(상표명) EG-8200 공중합체의 샘플을 유화제로서 4 중량％ 로다칼(상표명) DS-10 계면활성제 및 용매로서 톨루엔을 사용하여 분산시켰다. 진공 스트리핑 후, 얻어진 분산액은 고체 적재물 46.0％ 에서 부피 평균 입도가 0.80 ㎛였다.

2 mil(50.8 미크론) 두께의 다우렉스(DOWLEX; 상표명) 2071 폴리에틸렌(더 다우 케미칼 캄파니(미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 입수 가능함)으로부터 제조된 비처리된(즉, 코로나 처리하지 않은) LLDPE 필름을 12 인치 x 6 인치 시트로 잘랐다. 각 시트를 유리 시트에 묶고, 와이어-원형 로드(로드 번호 4, 12, 20 및 28)를 이용하여 코팅하였다. 하기 표 1 및 도 3에 다양한 샘플의 코팅물 중량을 나타내었다.

분산액 코팅된 LDPE 필름 샘플의 코팅물 중량 및 두께
로드 번호	총 중량 g/m2	표준 편차 g/m2	코팅물 중량 g/m2	코팅물 두께 mil	코팅물 두께 ㎛
대조군	45.18	2.22	0.00	0.00	0.00
4	49.00	1.16	3.82	0.17	4.32
12	57.91	1.41	12.74	0.58	14.73
20	67.19	4.69	22.02	1.00	25.40
28	72.01	3.12	26.83	1.21	30.73

각 코팅물 중량에 대해, 배킹이 없는 개별 스트립(1 인치 폭)을 40 psi의 밀봉 압력 및 0.5 초의 체류 시간에서 팩포르스크 핫 택 테스터(Packforsk Hot Tack Tester) 세트를 이용하여 각각 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 및 80℃로 가열밀봉하였다. 밀봉된 샘플을 70℉ (21.1℃) 및 50％의 상대 습도로 설정된 방에서 하루 이상 평형을 유지시킨 후, 인스트론(Instron) 모델 4501 인장 시험 장치 상에서 끌어당겼다. 상기 실험에서, 2 mil(50.8 미크론) 두께의 LLDPE 필름 내에서 결정 구조를 비가역적으로 연장하고 재-배향하기 위해 요구되는 밀봉력이 4 lbs(1.8 kg) 초과인 경우, 밀봉을 "용접"이라 칭하였다. 상기 실험 결과를 하기 표 2 및 도 4에 나타내었다.

본원에서 사용될 때, 밀봉 강도가 0.5 lb/in이 되는 온도가 가열밀봉 개시 온도로 공지되었다. 본 실시예에서 코팅물에 대한 가열밀봉 개시 온도는 코팅물 중량에 따라 45℃ 내지 60℃였다.

에틸렌-옥텐 공중합체 분산액 코팅된 LDPE 필름에 대한 박리 강도
밀봉 온도, ℃	평균 최고 박리 강도, Ib/in
45	0.075	0.020	0.098	0.118
50	0.178	0.201	0.380	0.554
55	0.463	0.530	0.352	1.365
60	1.048	1.477	2.124	3.456
65	1.144	2.267	3.755	3.196
70	1.155	3.204	3.510	>4
75	1.129	3.081	3.815	>4
80	---	1.439	>4	>4
코팅물 중량, g/m 2	3.82	12.7	22.0	26.8

상기 표에 대해 미터법상 동일한 수치를 하기에 제공한다.

에틸렌-옥텐 공중합체 분산액 코팅된 LDPE 필름에 대한 박리 강도
밀봉 온도, ℃	평균 최고 박리 강도, g/cm
45	13	4	18	21
50	32	36	68	99
55	83	95	63	244
60	187	264	380	618
65	204	405	671	571
70	206	573	627	>700
75	202	551	682	>700
80	---	257	>700	>700
코팅물 중량, g/m 2	3.82	12.7	22.0	26.8

실시예 2

프로필렌-에틸렌 공중합체의 샘플(ASTM D1238에 따라 230℃ 및 2.16 kg으로 측정된 약 25 g/10분의 용융 유속을 갖는 에틸렌 함량 12 중량％)을 동시 계류중인 미국 출원 제10/925,693호에 기재된 기술을 이용하여 수성 분산액으로 전환시켰다. 프로필렌-에틸렌 공중합체 100 중량부 및 C₂₆ 카르복실산(베이커-페트롤라이트에서 제조된 유니시드 350, 산가 115 mg KOH/g) 3.1 중량부를 6.6 kg/시의 속도로 150℃의 2축 스크류 압출기 내에서 용융 혼련하였다.

수지/계면활성제 블렌드를 용융 혼련한 후, 13.5 중량％ 칼륨 히드록시드 수용액을 하류 주입구에 0.17 kg/시(총 혼합물의 2.5 중량％와 동일)의 속도로 연속적으로 공급하였다. 이어서, 상기 수성 분산액을 3.7 kg/시의 속도로 디옥틸 나트륨 술포숙시네이트(사이테크 인더스트리즈(Cytec Industries)에서 제조된 에어로졸(Aerosol) OT-100) 5.0 중량％를 함유한 물을 사용하여 2 단계 공정으로 희석하고, 다음으로 1.1 kg/시의 속도의 추가의 물을 첨가한 후, 압출기로부터 배출하였다. 얻어진 분산액을 추가로 희석하기 위해, 상기 혼합물을 압출기로부터 배출한 후, 1.8 kg/시의 속도의 추가의 물을 첨가하였다. pH 10.2에서 고형분 함량이 51 중량％인 수성 분산액이 얻어졌다. 코울터 LS230 입자 분석기로 측정한 분산된 중합체 상은 부피 평균 입경이 0.64 미크론이고, 입도 분포(dv/dn)가 1.33이었다.

본원에서 논의된 중합체는 양호한 저온 가열밀봉 개시 특성을 갖지만, 다른 특성을 개선하기 위해 다른 중합체도 또한 분산액에 포함될 수 있다. 예를 들어, 매우 낮거나 초저밀도의 폴리에틸렌, 저밀도 선형 폴리에틸렌 또는 고밀도 선형 폴리에틸렌이 다른 특성을 개선하기 위해 분산액에 포함될 수 있다. 배향된 기재가 나일론인 경우, 관능화된 중합체, 예컨대 에틸렌 아크릴산 또는 말레산 무수물 그래프트 폴리프로필렌을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 이와 유사하게, 배향된 기재가 폴리에스테르인 경우, 다른 관능화된 중합체, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 또는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체가 분산액 내에 포함되는 것이 유리할 수 있다.

코로나 처리된 BOPP(모빌 케미칼 코포레이션(Mobil Chemical Corporation)에서 제조된 비코르(BICOR) LBW) 1.2 mil을 12 인치 x 14 인치 시트로 잘랐다. 각 시트를 편평한 발포 플라스틱 보드에 묶고, 상기에 기재된 분산액을 와이어-원형 로드(로드 번호 4, 12 및 18)를 이용하여 BOPP(슬립 첨가제가 없는 측면) 상에 코팅하였다. 상기 발포 플라스틱 보드의 목적은 보다 일정한 코팅물 두께를 얻기 위한 것이다.

코팅된 시트를 135℃의 컨벡션 오븐에 5분 동안 방치하여 분산액 코팅물을 건조시켰다. 얻어진 코팅물 두께를 중량 분석으로 측정하였다. 코팅된 필름 샘플 10 조각(1 인치 x 1 인치)을 각각 칭량하고, BOPP 지지 기재의 중량을 빼서 코팅물 두께를 측정하였다. 0.864 g/cc의 밀도가 중량 차이에 기초한 코팅물 두께를 계산하는 데 사용되었다.

분산액 코팅된 BOPP 필름 샘플의 코팅물 중량 및 두께
로드 번호	총 중량 g/m2	표준 편차 g/m2	코팅물 중량 g/m2	코팅물 두께 mil	코팅물 두께 ㎛
대조군	27.75	2.84	0.00	0.00	0.00
4	30.85	2.36	3.10	0.14	3.59
12	40.46	1.54	12.71	0.58	14.71
18	45.57	2.75	17.83	0.81	20.64

각 코팅물 중량에 대해, 배킹이 없는 개별 스트립(1 인치 폭)을 40 psi의 밀봉 압력 및 0.5초의 체류 시간에서 팩포르스크 핫 택 테스터 세트를 이용하여 50 내지 140℃로 10℃씩 증가시키면서 가열밀봉하였다. 밀봉된 샘플을 70℉(21.1℃) 및 50％의 상대 습도로 설정된 ASTM 방에서 하루 이상 평형을 유지시킨 후, 인스트론 모델 4501 인장 시험 장치 상에서 끌어당겼다. 실험 결과를 하기에 나타내었다.

본원에서 사용될 때, 밀봉 강도가 0.5 lb/in이 되는 온도가 가열밀봉 개시 온도로 정의되었다. 본 실시예에서 코팅물에 대한 가열밀봉 개시 온도는 코팅물 중량에 따라 약 56℃ 내지 76℃이었다.

프로필렌-에틸렌 공중합체 분산액 코팅된 BOPP 필름에 대한 박리 강도
밀봉 온도, ℃	평균 최고 박리 강도, Ib/in
50	0.000	0.308	0.000
60	0.000	0.768	0.152
70	0.228	2.290	0.618
80	0.626	2.524	2.083
90	0.840	2.322	2.200
100	0.878	2.332	2.502
120	0.784	1.980	2.814
130	0.922	2.272	2.758
140	0.933	2.580	2.840
코팅물 중량, g/m 2	3.59	14.71	20.64

상기 표에 대해 미터법상 동일한 수치를 하기에 제공한다.

프로필렌-에틸렌 공중합체 분산액 코팅된 BOPP 필름에 대한 박리 강도
밀봉 온도, ℃	평균 최고 박리 강도, g/cm
50	0	55	0
60	0	137	27
70	41	409	110
80	112	451	372
90	150	415	393
100	157	417	447
120	140	354	503
130	165	406	493
140	167	461	508
코팅물 중량, g/m 2	3.59	14.71	20.64

따라서, 본 발명의 실시양태에 따른 분산액을 기재를 코팅하는 데 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시양태는 (코팅된 기재로부터 얻어진) 필름을 제공하고, 이는 약 45℃ 내지 90℃의 가열밀봉 개시 온도를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 가열밀봉 개시 온도는 65℃ 내지 80℃, 70℃ 내지 75℃, 또는 70℃ 내지 80℃의 범위일 수 있다. 당업자들은 이 범위 내에 다른 값들이 포함될 수 있음을 알 것이다.

선택된 실시양태에서, 프로필렌 공중합체는 원하는 성능 특성들을 제공하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 가열밀봉 개시 온도 및 가열밀봉 범위는 선택된 프로필렌 공중합체의 작용일 것이다. 공단량체 함량이 더 높은 공중합체가 일반적으로 더 낮은 가열밀봉 개시 온도를 가질 것이다.

당업자는 또한 본 발명의 실시양태가 용도에 따라 균일하지 않게, 또는 국소적인 방식으로 도포될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 밀봉이 필요한 기재의 일부분 (예컨대 한쪽 말단의 스트립 또는 밴드)에만 코팅물을 도포할 수 있다.

본원에서 논의된 중합체는 양호한 저온 가열밀봉 개시 특성을 갖지만, 다른 특성을 개선하기 위해 다른 중합체도 또한 분산액에 포함될 수 있다. 예를 들어, 단독 중합체 폴리프로필렌 또는 랜덤 공중합체 폴리프로필렌의 소량을 분산액에 첨가하여 가열 저항성을 개선시키거나, 또는 더 높은 온도에서 고온 점착 강도를 높일 수 있다. 배향된 기재가 나일론인 경우, 관능화된 중합체, 예컨대 에틸렌 아크릴산 또는 말레산 무수물 그래프트 폴리프로필렌을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 이와 유사하게, 배향된 기재가 폴리에스테르인 경우, 다른 관능화된 중합체, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 또는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체가 분산액 내에 포함되는 것이 유리할 수 있다.

유리하게는, 본 발명의 하나 이상의 실시양태는 더 빠른 포장 라인 속도(낮은 가열밀봉 개시 온도 때문)를 가능하게 할 수 있는 가열밀봉성 필름을 제공하고, 넓은 조작 윈도우에 대한 밀봉 포장 능력을 제공하고, 양호한 포장 일체성을 제공한다.

바꾸어 말하면, 본 발명의 하나 이상의 실시양태는 넓은 조작 윈도우에 대한 밀봉 포장 능력을 제공한다. 포장 라인을 개시하고 중지하는 동안, 밀봉 장치의 온도는 종종 많은 양에 의해 설정 온도로부터 벗어나는 경우가 있다. 밀봉 장치가 목적하는 것보다 더 냉각된다면, 낮은 가열밀봉 개시 온도를 갖는 포장 필름을 사용하여 적합한 밀봉이 이루어질 수 있다.

본 발명은 제한된 수의 실시양태에 대해 기재하고 있지만, 일 실시양태의 구체적인 특징이 본 발명의 다른 실시양태에 반드시 속하는 것은 아니다. 하나의 실시양태가 본 발명의 모든 측면을 대표하지는 않는다. 또한, 이로부터 변경 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 본원에 기재된 분산액은 다른 성분을 포함할 수 있다. 다양한 첨가제도 하나 이상의 특성을 더 강화하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 분산액은 본원에 구체적으로 열거되지 않은 임의의 첨가제를 실질적으로 포함하지 않는다. 본원에 기재된 분산액의 일부 실시양태는 열거된 성분으로 이루어지거나, 이들을 주성분으로 한다. 또한, 본원에 기재된 방법의 몇몇 실시양태는 열거된 단계로 이루어지거나, 주로 이들 단계로 이루어져 있다. 하기 청구항은 본 발명의 범위 내에서 변경 및 변형을 모두 포함한다.

Claims (43)

1종 이상의 배향 중합체를 포함하는 기재를, (A) 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함하는 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 pH가 12 미만인 수성 중합체 분산액으로 코팅하는 단계, 및

분산액을 건조시켜 제1 층을 형성하는 단계

를 포함하는, 기재 상에 가열밀봉성 코팅물을 형성하는 방법.

제1항에 있어서, 배향 중합체가 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르-아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아릴에테르, 폴리아릴에테르 케톤, 지방족 폴리케톤, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 폴리스티렌 및 이들의 유도체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리올레핀, 올레핀-기재 공중합체, 플루오르화 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리에테르, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄, 및 그들의 공중합체, 및 그들의 블렌드로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 방법.

제2항에 있어서, 기재가 2축 배향 폴리프로필렌, 2축 배향 폴리아미드, 2축 배향 폴리에스테르, 2축 배향 폴리에틸렌 및 2축 배향 폴리스티렌으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 방법.

제1항에 있어서, 분산액이 프로필렌으로부터 유도되는 단위 60 중량％ 이상 및 에틸렌으로부터 유도되는 단위 0.1 중량％ 이상을 포함하는 프로필렌/에틸렌 공중합체를 포함하며, 상기 공중합체가 14.6 및 15.7 ppm에서 레지오-에러(regio-error)에 해당하는 ¹³C NMR 피크들을 갖고, 상기 피크들의 강도가 동일하다는 것을 특징으로 하는 방법.

제1항에 있어서, 열가소성 수지가, 에틸렌으로부터 유도된 단위 5 내지 25 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 95 내지 75 중량％를 포함하는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함하며, 상기 공중합체가

(a) 90℃ 미만의 융점,

(b) 탄성이 0.935M+12(탄성은 백분율이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 탄성 대 500％ 인장 탄성률과의 관계, 및

(c) 굴곡 탄성률이 4.2e^0.27M+50(굴곡 탄성률의 단위는 MPa이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 굴곡 탄성률 대 500％ 인장 탄성률과의 관계

를 갖는 것인 방법.

제1항에 있어서, 열가소성 수지가, C₄-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 디엔, 비닐 아세테이트 및 화학식 H₂C=CHR(R은 C₁-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴기임)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 에틸렌의 혼성 중합체를 포함하는 것인 방법.

제6항에 있어서, 열가소성 수지의 밀도가 0.85 내지 0.90 g/cc인 방법.

제1항에 있어서, 하나 이상의 다른 층이 상기 제1 층 상에 배치되는 것인 방법.

제1항에 있어서, 분산액의 부피 평균 입도가 5 미크론 미만인 방법.

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제1항에 있어서, 건조 후, 코팅물의 두께가 0.5 내지 75 미크론인 방법.

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제1항에 있어서, 코팅물을 가열밀봉 개시 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.

제15항에 있어서, 가열밀봉 개시 온도가 80℃ 미만인 방법.

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(A) 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함하는 1종 이상의 열가소성 수지, (B) 1종 이상의 분산제 및 (C) 물을 포함하며 부피 평균 입도가 5 ㎛ 미만이고 pH가 12 미만인 수성 분산액으로부터 얻어지는 코팅물을 가지는, 배향 중합체 층을 포함하는 코팅된 중합체 필름.

제28항에 있어서, 코팅물이 가열밀봉성인 코팅된 중합체 필름.

제28항에 있어서, 배향 중합체가 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르-아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아릴에테르, 폴리아릴에테르 케톤, 지방족 폴리케톤, 폴리페닐렌 술피드, 폴리술폰, 폴리스티렌 및 이들의 유도체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 셀룰로오스 유도체, 폴리올레핀, 올레핀-기재 공중합체, 플루오르화 중합체 및 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리에테르, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄, 및 그들의 공중합체, 및 그들의 블렌드로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 코팅된 중합체 필름.

제30항에 있어서, 배향 중합체가 2축 배향 폴리프로필렌, 2축 배향 폴리아미드, 2축 배향 폴리에스테르, 2축 배향 폴리에틸렌 또는 2축 배향 폴리스티렌 중 하나 이상을 포함하는 것인 코팅된 중합체 필름.

제28항에 있어서, 분산액이 프로필렌으로부터 유도되는 단위 60 중량％ 이상 및 에틸렌으로부터 유도되는 단위 0.1 중량％ 이상을 포함하는 프로필렌/에틸렌 공중합체를 포함하며, 상기 공중합체가 14.6 및 15.7 ppm에서 레지오-에러에 해당하는 ¹³C NMR 피크들을 갖고, 상기 피크들의 강도가 동일하다는 것을 특징으로 하는 코팅된 중합체 필름.

제28항에 있어서, 열가소성 수지가, 에틸렌으로부터 유도된 단위 5 내지 25 중량％ 및 프로필렌으로부터 유도된 단위 95 내지 75 중량％를 포함하는 프로필렌이 풍부한 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함하며, 상기 공중합체가

(a) 90℃ 미만의 융점,

(b) 탄성이 0.935M+12(탄성은 백분율이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 탄성 대 500％ 인장 탄성률과의 관계, 및

(c) 굴곡 탄성률이 4.2e^0.27M+50(굴곡 탄성률의 단위는 MPa이며, M은 500％ 인장 탄성률[MPa]임) 이하가 되도록 하는 굴곡 탄성률 대 500％ 인장 탄성률과의 관계

를 갖는 것인 코팅된 중합체 필름.

제28항에 있어서, 열가소성 수지가, C₄-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 디엔, 비닐 아세테이트 및 화학식 H₂C=CHR(R은 C₁-C₂₀ 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴기임)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 에틸렌의 혼성 중합체를 포함하는 것인 코팅된 중합체 필름.

제34항에 있어서, 열가소성 수지의 밀도가 0.85 내지 0.90 g/cc인 코팅된 중합체 필름.

제29항에 있어서, 코팅물의 가열밀봉 개시 온도가 80℃ 미만인 것을 특징으로 하는 코팅된 중합체 필름.

제36항에 있어서, 코팅물의 가열밀봉 개시 온도가 70℃ 미만인 것을 특징으로 하는 코팅된 중합체 필름.

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제1항에 있어서, 기재를 배향하여 배향된 열가소성 중합체를 형성하는 단계를 포함하는 방법.

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