KR101029917B1 - 분지쇄 폴리아미드 층을 기판에 도포하는 방법 - Google Patents

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    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides

Abstract

본 발명은 폴리아미드 층을 바람직하게는 압출 코팅으로 기판에 도포하는 단계를 포함하는 적층체의 제조 방법에 관한 것으로서, 이때, a) 카르복실산기(A) 및 아민기(B) 둘 다를 갖는 단량체를 의미하는 것으로 이해되는 AB 단량체, b) 작용가 v가 2 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 2 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 I), 및 c) 작용가 v가 3 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 3 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 II)로부터 유도된 단위체(unit)를 특정한 양으로 포함하는 분지쇄 폴리아미드를 폴리아미드로서 주로 사용하며, 이때 화합물 I이 아민인 경우 화합물 II는 카르복실산이거나, 또는 화합물 I이 카르복실산인 경우 화합물 II는 아민이다.
상기 기판은 바람직하게는, 식품용 포장재의 제조에 매우 적합한 적층체가 형성되도록 (금속화된) 종이 또는 판지이다.

Description

분지쇄 폴리아미드 층을 기판에 도포하는 방법{PROCESS FOR APPLYING A LAYER OF BRANCHED POLYAMIDE TO A SUBSTRATE}
[기술분야]
본 발명은 폴리아미드 층을 기판에 도포하는 단계를 포함하는 적층체(laminate)의 제조 방법에 관한 것이다.
[배경기술]
적층체의 제조 방법은 예를 들어, 국제특허출원 공개 제WO 01/40055호에 공지되어 있다. 상기 문헌에서, 판지(paperboard) 기판은 판지쪽에서 외부쪽으로 볼 때 나일론 층, 접합(tie) 층 및 폴리에틸렌 층을 가지도록 압출 코팅(extrusion coating)에 의해 코팅된다.
이러한 공지된 방법의 단점은 빠른 제조 속도에서 막-성형 압출물(film-shaped extrudate)이 불안정하게 되어 기판이 두께 면에서 불균일하게 코팅되는 경향을 보인다는 점이다. 이러한 불안정성은 용융된 압출물이 평평한 상태로 유지되지 않고, 불규칙적인 물결 패턴을 나타내기 시작하여 두께에 있어서의 국소적 차이가 발생된다는 점에서 확인된다. 대체로, 상기 물결의 진폭은 기판의 가장자리에서 가장 크기 때문에, 통상적으로 코팅 후 일정한 폭의 가장자리가 사용될 수 없는 부분으로서 절단되어야 한다. 수 개의 층이 동시에 압출되는 경우, 이러한 영향은 더 큰 정도로 발생된다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명의 목적은 기판을 적어도 폴리아미드 층으로 고속으로 코팅할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 주로 분지쇄 폴리아미드를 폴리아미드로서 사용하는 본 발명에 따라 달성되며, 상기 분지쇄 폴리아미드는
a. 카르복실산기(A) 및 아민기(B) 둘 다를 갖는 단량체를 의미하는 것으로 이해되는 AB 단량체,
b. 작용가 v가 2 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 2 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 I), 및
c. 작용가 v가 3 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 3 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 II)
로부터 유도된 단위체(unit)를 적어도 포함하며,
이때, 화합물 I이 아민인 경우 화합물 II는 카르복실산이거나, 또는 화합물 I이 카르복실산인 경우 화합물 II는 아민이고, 상기 폴리아미드 중의 모든 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 단위체의 양은 하기 수학식 1을 충족시킨다:
Figure 112008048549013-pct00010
상기 식에서,
P 및 F는 각각 하기 수학식 2 및 3으로 표시된다:
[수학식 2]
Figure 112008048549013-pct00011
[수학식 3]
Figure 112008048549013-pct00012
[상기 식에서,
P는 1 이하이고, X는 A이고 Y는 B이거나, X는 B이고 Y는 A이며,
모든 카르복실산(FA) 및 아민(FB) 각각의 경우, fi는 카르복실산(vi) 또는 아민(wi)의 작용가이며, ni는 카르복실산 또는 아민의 몰 수이고, 합계는 폴리아미드 중의 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 모든 단위체들에 대해 수행된다].
구체적인 분지쇄 폴리아미드는 국제특허출원 공개 제WO 00/35992호에 공지되어 있으며, 상기 수학식에서 다양한 성분들에 대해 주어진 정의는 상기 국제특허출원에도 적용된다. 특히, 화합물 I과 화합물 II는 동일한 작용가를 가진 여러 카르복실산의 혼합물 또는 동일한 작용가를 가진 여러 아민의 혼합물인 것으로도 이해된다.
이러한 물질의 선택은 상당히 더 안정한 압출물을 얻게 하는 결과를 가져오는 것으로 보이는데, 이것은 압출물이 빠른 제조 속도에서도 심지어 여러 층이 동시에 기판에 도포되는 경우에도 사실상 평평한 상태로 유지된다는 것을 의미한다. 따라서, 50% 이상 더 빠른 제조 속도가 달성될 수 있다.
또한, 이러한 선택은 겔에 의해 초래된 불규칙성 없이 매우 균일한 외관을 가진 폴리아미드 층을 얻을 수 있게 한다. 카프로락탐을 가장 많이 갖는 단량체 단위체인 분지쇄 폴리아미드가 본 발명에 따른 방법에서 도포되기에 매우 적합하다.
본 발명에 따른 방법의 추가 이점은 폴리아미드 층의 절단 부분의 형태 또는 다양한 두께의 폴리아미드 층으로 코팅된 기판의 형태로 가장자리가 낭비되는 것을 감소시킬 수 있다는 점이다. 따라서, 동일한 표면적의 적층된 기판을 제조하는 데있어서 출발 물질이 덜 필요하고, 재활용되거나 파괴될 필요가 있는 물질이 더 적다.
본원에서 의미하는 적층체는 일반적으로 평평한 고체 기판, 예를 들어, 종이, 판지, 금속 호일 또는 시트 또는 플라스틱 필름으로 구성된다. 폴리아미드 층은 적층체에게 이 폴리아미드의 성질을 제공하는 작용성 층으로서 기판에 도포된다. 종이 또는 판지의 경우, 이것은 특히 공기, 산소 및 방향족 물질에 대한 차단벽을 제공한다. 수분 투과성 또한 감소시키기 위해, 통상적으로 고밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌 층을 폴리아미드 층 및, 경우에 따라, 다른 작용성 층 상에 도포한다. 폴리아미드 층으로부터 반대쪽으로 위치한 기판 면에 작용성 층을 도포할 수도 있다. 다양한 물질의 층으로 이루어진 적절한 조합물은 수득된 적층체의 다양한 의도된 용도에 대해 그 자체로 공지되어 있다. 여러 층으로 코팅된 이러한 기판은 예를 들어, 우유 또는 과일 쥬스용 판지 상자 또는 금속 캔의 형태로 식품용 포장재에서 널리 적용된다. 이러한 경우, 폴리아미드 층을 필요에 따라 금속 호일 층이 구비될 수 있는 기판 상에 직접 도포하는 것이 바람직하다. 적층체에 특정한 성질을 제공하는 연속적인 작용성 층들 사이에 접합 층을 도포할 수 있다. 폴리에틸렌 층이 분지쇄 폴리아미드 층 상에 도포되는 경우, 접합 층에 적합한 물질은 예를 들어, α,β-불포화 디카르복실산, 예컨대, 말레산, 푸마르산 및 이타콘산, 및 이들의 무수물, 산 에스테르, 이미드 및 이민으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 그래프트된(grafted) LDPE, LLDPE, 메탈로센 PE, 폴리에틸렌 비닐 알코올, 폴리에틸렌 아크릴산, 폴리에틸렌 메타크릴산 및 폴리프로필렌과 같은 개질된 폴리올레핀이다. 기재된 방식으로 개질된, 에틸렌과 상기 디카르복실산의 공중합체를 접합 층으로 사용할 수도 있다.
층들이 서로 직접 접하는 경우, 즉 별도의 접합 층이 없는 경우, 폴리아미드 층 상에서 접하는 중합체 층은 바람직하게는 연속적인 층들 사이의 접합을 촉진하기 위한 접합 층으로서 사용하기에 적합한 것으로 전술된 물질, 폴리에틸렌의 경우, 상기 개질된 폴리올레핀과 상기 중합체의 혼합물로 구성된다. 연속적인 층들 둘다 또는 그 중 하나가 상호 접착력 개선을 위해 개질되는 것도 가능하다.
층은 도포에 적합한 공지된 기법, 특히 압출 코팅에 의해 기판에 도포된다. 압출 코팅은 용융된 플라스틱, 예를 들어, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 알코올 및 열가소성 물질의 필름 성형 층을 고체 기판 예컨대, 종이 판지, 금속 호일 및 플라스틱 필름에 도포하기 위한 것으로 그 자체가 공지된 기법이다. 기판 자체는 예를 들어, 하나 이상의 이전 공정 단계에서 서로에 도포된 여러 층으로 구성될 수 있다. 동시압출을 이용하여 여러 층, 예를 들어, 폴리아미드 층, 및 그 다음 도포될 후속 층을 위한 접합 층을 동시에 기판에 도포할 수도 있다.
층의 두께는 원하는 효과에 따라 선택될 수 있다. 두께가 증가된 폴리아미드 층은 예를 들어, 산소 및 방향족 물질에 대한 우수한 차단벽을 형성한다. 사실상, 두께는 평방 미터 당 1 내지 100 g일 수 있다. 평방 미터 당 5 내지 50 g의 두께가 매우 적합하다. 전술한 내용은 임의의 다른 작용성 층들에도 적용되지만, 접합 층은 일반적으로 이 접합 층에 의해 서로 접합되는 층들보다 더 얇을 수 있다는 것을 인지해야 한다. 포장재 적용에 있어서, 상기 폴리에틸렌 층은 열 밀봉에 의해 포장재를 밀봉하는 데 종종 사용되며, 이를 위해 필요한 층 두께는 수분 차단 성질에 의해 설정된 요건보다 더 중요한 결정 인자이다.
도포된 폴리아미드는 주로 분지쇄 폴리아미드로 구성되는데, 이것은 분지쇄 폴리아미드 이외에 일정한 양의 비-분지쇄 폴리아미드도 존재할 수 있음을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 양은 분지쇄 폴리아미드의 도포의 유리한 효과가 허용될 수 없는 정도까지 상실되지 않도록 한정되어야 한다. 바람직하게는, 폴리아미드 층 중의 폴리아미드의 50% 이상이 분지쇄 폴리아미드이고, 보다 바람직하게는 75% 이상, 심지어 90% 이상이 분지쇄 폴리아미드이다. 분지쇄 폴리아미드의 존재의 유리한 효과는 상기 층 중의 모든 폴리아미드가 분지쇄 폴리아미드인 경우 가장 현저하다. 상이한 분지쇄 폴리아미드의 혼합물도 분지쇄 폴리아미드로서 도포될 수 있다.
폴리아미드는 통상적인 첨가제, 예를 들어, 기핵제(nucleating agent), 윤활제(lubricant), 대전방지제(antistatics), 항-차단제(anti-blocking agent), 착색제 및 안정제를 추가로 함유할 수 있다. 이것은 도포되거나 도포되지 않는 다른 층들에도 동일하게 적용된다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 분지쇄 폴리아미드로 주로 구성된 층 및 기판을 포함하는 적층체, 식품 포장재의 제조를 위한 이 라미네이트의 용도 및 이 라미네이트를 포함하는 식품 포장재에 관한 것이다.

Claims (6)

  1. 폴리아미드 층을 기판에 도포하는 단계를 포함하는 적층체의 제조 방법으로서,
    상기 폴리아미드의 50% 이상이,
    a. 카르복실산기(A) 및 아민기(B) 둘 다를 갖는 단량체(AB 단량체),
    b. 작용가 v가 2 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 2 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 I), 및
    c. 작용가 v가 3 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 3 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 II)
    로부터 유도된 단위체(unit)를 포함하는 분지쇄 폴리아미드이며, 이때 화합물 I이 아민인 경우 화합물 II는 카르복실산이거나, 또는 화합물 I이 카르복실산인 경우 화합물 II는 아민이고, 상기 폴리아미드 중의 모든 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 단위체의 양은 하기 수학식 1을 충족시키는 것을 특징으로 하는 제조 방법:
    수학식 1
    Figure 112010066096945-pct00013
    상기 식에서,
    P 및 F는 각각 하기 수학식 2 및 3으로 표시된다:
    수학식 2
    Figure 112010066096945-pct00014
    수학식 3
    Figure 112010066096945-pct00015
    [상기 식에서, P는 1 이하이며, X는 A이고 Y는 B이거나, X는 B이고 Y는 A이며,
    모든 카르복실산(FA) 및 아민(FB) 각각의 경우, fi는 카르복실산(vi) 또는 아민(wi)의 작용가이며, ni는 카르복실산 또는 아민의 몰 수이고, 합계는 폴리아미드 중의 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 모든 단위체들에 대해 수행된다].
  2. 제1항에 있어서,
    폴리아미드의 층을 압출 코팅으로 도포하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기판이 금속이거나, 금속 호일 층으로 코팅되거나 코팅되지 않은 종이 또는 판지(paperboard)인 방법.
  4. 기판, 및 분지쇄 폴리아미드로 구성된 폴리아미드 층을 포함하는 적층체로서,
    상기 층 내 폴리아미드의 50% 이상이 분지쇄 폴리아미드이고,
    상기 분지쇄 폴리아미드가,
    a. 카르복실산기(A) 및 아민기(B) 둘 다를 갖는 단량체(AB 단량체),
    b. 작용가 v가 2 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 2 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 I), 및
    c. 작용가 v가 3 이상인 카르복실산(AV) 또는 작용가 w가 3 이상인 아민(BW)인 하나 이상의 화합물(화합물 II)
    로부터 유도된 단위체를 포함하며,
    이때 화합물 I이 아민인 경우 화합물 II는 카르복실산이거나, 또는 화합물 I이 카르복실산인 경우 화합물 II는 아민이고, 상기 폴리아미드 중의 모든 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 단위체의 양은 하기 수학식 1을 충족시키는, 적층체:
    수학식 1
    Figure 112010066096945-pct00016
    상기 식에서,
    P 및 F는 각각 하기 수학식 2 및 3으로 표시된다:
    수학식 2
    Figure 112010066096945-pct00017
    수학식 3
    Figure 112010066096945-pct00018
    [상기 식에서,
    P는 1 이하이고, X는 A이고 Y는 B이거나, X는 B이고 Y는 A이며,
    모든 카르복실산(FA) 및 아민(FB) 각각의 경우, fi는 카르복실산(vi) 또는 아민(wi)의 작용가이며, ni는 카르복실산 또는 아민의 몰 수이고, 합계는 폴리아미드 중의 카르복실산 및 아민으로부터 유도된 모든 단위체들에 대해 수행된다].
  5. 삭제
  6. 제4항에 따른 적층체를 포함하는 식품용 포장재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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