KR101818899B1

KR101818899B1 - 폴리머 조성물 및 압출 코팅된 물품

Info

Publication number: KR101818899B1
Application number: KR1020177015797A
Authority: KR
Inventors: 아울리 누밀라-빠까리넨; 미꼬 ?또부오리; 미꼬 y또부오리
Original assignee: 보레알리스 아게
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2018-02-21
Also published as: ES2770054T3; US20170321048A1; EA201700261A1; US9976020B2; JP2018501329A; CN107001740A; JP6284685B2; BR112017010366A2; KR20170072353A; WO2016083266A1; EA033640B1; EP3224015B1; CN107001740B; EP3224015A1

Abstract

본 발명은 하기의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물 (A) 에 관한 것이다:
i) 하기의 블렌드를 포함하는, 60 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머 조성물 (a),
(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머, 및
(a-2) 5 내지 45 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,
및
ii) 10 내지 40 wt-% 의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b). 본 발명은 또한 적어도 기판 층 및 가열 밀봉성 층을 포함하는 압출 코팅 물품 (이때, 조성물 (A) 를 상기 가열 밀봉성 층으로서 사용함), 압출 코팅된 물품의 제조 방법, 뿐만 아니라 압출 코팅된 물품에서 가열 밀봉성 층으로서의 조성물 (A) 의 용도에 관한 것이다.

Description

폴리머 조성물 및 압출 코팅된 물품 {POLYMER COMPOSITIONS AND EXTRUSION COATED ARTICLES}

본 발명은 개선된 밀봉 특성을 갖는 폴리머 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 양호한 밀봉성, 예컨대 핫-택(hot-tack) 특성 및 2 개 이상의 층을 포함하는 물품의 제조에 적합하고 압출 코팅 방법에 의해 제조되게끔 하는 양호한 가공성을 갖는 폴리프로필렌-기재 조성물 블렌드에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 압출 코팅된 물품, 및 그 제조로서, 상기 물품이 양호한 내열성, 개선된 밀봉성, 예컨대 핫-택 특성 및 추가로 압출 코팅에 적합한 양호한 가공성을 갖는 상기 폴리프로필렌 기재의 조성물 블렌드의 하나 이상의 필름 층 및 기판 층을 포함하는 것에 관한 것이다.

라미네이트 및 단일 또는 다중-층 필름은 흔히 가열-밀봉성 층(들) 을 활용하는 패키징 재료이다. 라미네이트는 기판, 예컨대 섬유 기판, 예컨대 종이, 판지 또는 크라프트(Kraft) 종이 또는 직조 또는 부직조 패브릭; 금속 호일, 예컨대 알루미늄 호일 또는 플라스틱 필름, 예컨대 배향된 폴리프로필렌 필름, PET 필름, PA 필름 또는 셀로판 필름, 금속화 필름 또는 압출 코팅에 의한 가열-밀봉성 층과의 그 조합에 의해 흔히 제조된다. 상기 물품에서 가열-밀봉성 층은 백 또는 기타 패키지 및 리딩(lidding) 재료와 같은 구조 형성을 위해 재료의 밀봉을 가능케 한다. 밀봉의 촉진을 위해, 가열-밀봉성 필름은 통상 단일로 또는 다중-층 구조의 경우 최외부 또는 최내부 층으로서 활용된다. 추가의 층으로서 목적하는 구조 및 특성의 제조에 요구되는 섬유, 폴리머, 금속 또는 임의의 재료가 사용될 수 있다.

압출 코팅된 물품의 제조에서, 폴리머는 플랫 다이(flat die) 를 통해 이동 기판 상에 압출된다. 용융물이 다이를 나가는 경우, 용융 필름을 다이 아래에 위치한 2 개의 롤러, 압력 롤 및 냉각 롤 사이에 형성된 닙 내로 빼낸다. 용융 필름의 속도보다 고속로 이동하는 기판은 필름으로 하여금 요구되는 두께로 당긴다. 2 개의 롤 사이의 압력은 필름이 기판 상에 있게 한다. 추가로, 필름을 냉각 롤의 저온에 의해 냉각 및 고화한다. 압출 코팅 방법의 특징적 파라미터 중 하나인 드로-다운(draw-down) 비는 기판 상의 폴리머 필름의 두께에 대한 다이 갭의 비이다.

전형적인 압출 코팅 방법에서, 기판을 고속으로, 전형적으로 100 m/min 초과로 통과시킨다. 현대의 기기는 1000 m/min 까지의 라인 속도로 작동되도록 고안된다. 본 출원에서, "라인 속도" 및 "드로-다운 속도" 는 코팅 라인에서 기판의 속도를 나타내는 동의어로 간주된다.

압출 코팅 방법의 설명이, 예를 들어 Crystalline Olefin Polymers, Part II, by R.A.V. Raff and K.W. Doak (Interscience Publishers, 1964), pages 478 to 484, 또는 Vieweg, Schley and Schwarz: Kunststoff Handbuch, Band IV, Polyolefine, Carl Hanser Verlag (1969), 20, pages 412 to 420 에 제시되어 있다.

저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 은 가공에서 그 용이함으로 인해 압출 코팅에서 주로 사용되는 수지이다. 그러나, LDPE 의 강성, 장벽 특성, 온도 저항성 및 밀봉성, 특히 핫-택 특성은 흔히 만족스럽지 않다.

폴리프로필렌은 다양한 제품, 예컨대 패키징 필름 및 조형에 사용된다. 시판 프로필렌 폴리머는 폴리프로필렌 폴리머로 하여금 수많은 적용 분야에서 바람직하게 만드는, 수 개의 요망되는 특성, 예컨대 양호한 내열성을 나타낸다. 높은 내열성은 수많은 적용 분야, 예컨대 식품 패키징 및 건강 관리 분야에서 목적하는 특성이다. 매우 높은 용융 온도 폴리머가 요구된다면, 프로필렌 호모폴리머는 흔히 바람직한 선택이다. 보다 낮은 용융 온도 또는 보다 넓은 온도 윈도우가 목적된다면, 프로필렌-블록 코폴리머가 바람직한 선택이다.

WO2011/039314 는 블로운 필름 또는 캐스트 필름 방법과 같은 전형적인 필름 제조 방법에 의해 제조되고 가열 밀봉 필름으로서 사용되는 필름 또는 시이트를 개시한다. 필름은 프로필렌-에틸렌 헤테로페이직(heterophasic) 폴리머 조성물과 에틸렌 기재의 플라스토머와의 블렌드를 포함하는 폴리올레핀 층을 포함한다. 상기 프로필렌-에틸렌 헤테로페이직 폴리머 조성물은 프로필렌 호모- 또는 코폴리머 및 에틸렌-프로필렌 코폴리머의 조성물이고, 고도의 입체 특이성 Ziegler-Natta 촉매를 사용해 2 개 이상의 반응기 (반응기 블렌드) 에서 순차적 중합으로 제조된다. WO2011/039314 의 필름 재료는 압출 코팅 방법에 사용되는 것으로 개시되어 있지 않다.

압출 코팅 방법 및 압출 코팅된 물품의 일부 예가, 예를 들어 WO2000/78859 및 WO2013/124221 에 개시되어 있으며, 둘 모두는 폴리에틸렌 기재의 조성을 기준으로 한다.

높은 라인 속도는 재료에 있어서 많은 요건을 설정한다. 따라서, 폴리프로필렌의 사용의 단점으로서는, 폴리프로필렌이 고속 압출 코팅에서 불량한 가공성을 나타내지만, 일부 기타 특성, 예컨대 높은 내열성이 수많은 압출 코팅 적용에서 요구될 것이다. 불량한 가공성의 사인은 웹 에지 (에지 위이빙(edge weaving)) 및 코팅 중량 (펌핑, 연만 공진) 에서의 불안정성이다. 에지 티어(edge tear) 또는 웹 파단은 드로-다운 속도의 제한을 나타낸다. 대신에, 양호한 가공성은 전 웹에 대해 평평한 코팅 중량을 유도하는, 높은 드로-다운 속도 및 비율에서의 웹 안정성을 의미한다.

폴리프로필렌으로 하여금 압출 코팅 방법에서 보다 매력적으로 만들기 위해, 압출 코팅 방법에서 폴리프로필렌의 가공성이 개선되어야 한다. 폴리프로필렌의 가공성을 개선하는 하나의 방식은 가공성 개선 성분(들) 을 폴리머 조성물에 첨가함으로써 폴리머 조성을 개질하는 것이다. LDPE 가 양호한 가공성을 갖는 것으로 알려져 있기 때문에, LDPE 를 조성물에 첨가함으로써 프로필렌 폴리머 조성물의 가공성을 개선하는 것으로 알려져 있다. LDPE 는 또한 기판 층에 대한 폴리머 부착 특성의 개선에 사용된다.

추가로, 가공성에 관한 문제 외에도, 폴리프로필렌은 적당한 좁은 밀봉 윈도우를 갖는데, 즉 밀봉 특성이 중요한 경우 밀봉 특성은 압출 코팅된 물품의 제조에 전혀 이상적이지 않다. 밀봉 특성은 전형적으로 핫-택 특성 및 추후에 정의되는 바와 같은 가열 밀봉 온도 범위를 측정함으로써 정의된다.

또한, 일부 경우에 밀봉 강도가 간주된다. "밀봉 강도" 는 밀봉을 주위 온도로 완전 냉각한 후 가열 밀봉 강도이다.

그러나, 핫-택 특성, 즉 밀봉이 여전히 가온이면서 밀봉 형성 다음의 온도에서의 밀봉 특성은 고속 패키징 라인에서 밀봉 수행성의 중요한 지표이다.

가열 밀봉성 필름에서 중요한 수많은 상이한 핫택 특성이 존재한다. 하나의 중요한 핫택 특성은 "개시 온도" 이다. 개시 온도는 소정의 시간 동안 소정의 필름 두께로 소정의 압력을 적용함으로써 밀봉이 형성될 수 있는 주위보다 높은 제 1 온도이다. 일반적으로, 보다 낮은 개시 온도가 요망되는데, 보다 적은 에너지가 밀봉 형성의 사용에 요구되고 또한 초기 밀봉이 소정의 밀봉 자(jaw) 온도에서 형성하는데 걸리는 시간이 보다 짧아지기 때문이다. 따라서, 생산율이 증가될 수 있다.

또다른 중요한 핫택 특성은 궁극의 핫택, 또는 최대의 핫-택으로서, 상기 용어는 본 출원에서 동일한 의미를 갖는다. 최대의 핫택은 개시 온도보다 높은 온도에서 밀봉이 갖는 가장 큰 강도이다. 통상적으로, 최대의 핫택이 최저의 가능한 온도에서 실시되는 것이 요망된다.

추가로, 일반적으로 목적하는 추가의 핫택 특성은 필름이 넒은 온도 범위에 걸쳐 측정되는 바 적합한 밀봉 강도를 나타내도록 하는 넓은 가공 윈도우이다.

또한, 밀봉 강도가 심지어 승온에서도 충분하도록 고온 핫택이 요구된다.

핫택 특성은 흔히 필름 밀봉의 형성에 활용되는 조성물에 의해 측정된다. 상기 개시된 바와 같이, 압출 코팅 분야에 널리 사용된 LDPE 조성물은 수많은 적용에서 만족스럽지 않은 핫택 특성을 갖는다. 일부 경우에, LDPE 기재의 압출 코팅 조성물의 핫-택 특성은 플라스토머를 LDPE 조성물과 블렌딩함으로써 개선되었다. 그러나, 상기 PE-플라스토머 조성물은 상기 개지된 바와 같은 고온 저항성의 요건을 이행하지 않고, 추가로 가공성 문제는 생산 능력을 제한한다.

따라서, 폴리프로필렌 조성물의 수많은 유익한 특성으로 인해, 이들은 적합한 해결책을 위한 기준을 형성할 것이다. 그러나, 가공성 및 특히 밀봉 특성, 예컨대 핫-택 특성 및 너무나 좁은 밀봉 윈도우에 관한 문제는 해결되어야 한다.

프로필렌 폴리머, 특히 프로필렌 호모폴리머는 좁은 밀봉 윈도우를 갖고, 최저의 밀봉 온도는 적당히 높다. 밀봉 윈도우 및 최저의 및 최고의 밀봉 온도는 가열 밀봉성 층 뿐만 아니라 기판 층과 같은 밀봉되어야 하는 층에 따라 다르다. 즉, 가장 목적하는 밀봉 온도, 밀봉 강도 및 밀봉 윈도우는 절대 값은 아니지만, 각 경우에 정의되어 있다. 밀봉 윈도우는 본 출원에서 기판 층으로서 크라프트 종이가 사용되는 경우 핫-택 강도가 2 N 에 도달하는 최저의 밀봉 온도 (SIT) 및 핫-택 강도가 여전히 2 N 인 최고의 밀봉 온도 (SET) 사이의 온도 범위인 것으로 정의된다. 최대의 핫-택 강도는 본 출원에서 밀봉 범위의 20℃ 간격에 따른 최대의 강도 수준인 것으로 정의된다.

따라서, 높은 내열성 및 양호한 밀봉성, 특히 양호한 핫-택 특성을 갖는 신규의 조성물을 제공하는 것이 매우 요구될 것이다. 추가로, 보다 넓은 밀봉 윈도우, 즉 SIT 및 SET 사이의 보다 넓은 범위는 추가로 유익할 것이다. 추가로, 상기 층의 가공성은 고속 라인에 적합해야 한다.

추가로, 특히 양호한 가공성, 높은 내열성 및 양호한 밀봉성, 특히 양호한 핫-택 특성을 갖는 폴리머 층 구조를 제공하는 것이 요구될 것이다. 추가로, 보다 넓은 밀봉 윈도우, 즉 SIT 및 SET 사이의 보다 넓은 범위를 갖는 것이 추가로 유익할 것이다.

추가로, 기판 층, 높은 내열성, 양호한 밀봉성, 특히 양호한 핫-택 특성을 갖는 하나 이상의 층을 포함하는 라미네이트와 같은 압출 코팅된 물품을 제공하는 것이 매우 요구될 것이다. 추가로, 상기 지시된 바와 같은 보다 넓은 밀봉 윈도우는 추가의 목적하는 유익한 특성이다.

여전히, 특히 기판 층 및 상기 정의된 바와 같은 양호한 밀봉성, 양호한 가공성, 부착 특성, 장벽 특성 및/또는 정의된 최종 적용에서 요구되는 임의의 기타 특성을 갖는 폴리머 층 구조를 포함하는 압출 코팅된 물품을 갖는 것이 요구된다.

폴리프로필렌, 즉 프로필렌 호모- 또는 코폴리머의 가공성의 개선을 위한 하나의 방식은 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 을 폴리프로필렌 폴리머에 첨가함으로써 폴리프로필렌을 개질하는 것이다. 그러나, LDPE 를 첨가하는 것은 양호한 핫-택 특성의 달성에 기여하지 않는다.

본 발명은 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 및 에틸렌 코폴리머 기재의 플라스토머의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물로서, 상기 블렌드가 양호한 밀봉 특성, 높은 내열성을 갖고, 압출 코팅 방법에 사용하기에 적합한 가공성을 갖는 것에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 추가 목적은 압출 코팅 방법에서 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 및 에틸렌 코폴리머 기재의 플라스토머의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물의 사용으로서, 상기 폴리머 조성물을 사용해 기판을 코팅하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가 목적은 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 및 에틸렌 코폴리머 기재의 플라스토머의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물의 층, 및 임의의 기타 폴리머 조성물의 층을 포함하는 폴리머 층 구조를 제공하는 것이다. 추가로, 본 발명은 적어도 기판 층 및 적어도 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 및 에틸렌 코폴리머 기재의 플라스토머의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물의 층을 포함하는 압출 코팅된 물품에 관한 것이다. 물품은 역시 추가의 층을 포함할 수 있다.

추가로, 본 발명은 적어도 기판 층, 및 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 및 에틸렌 코폴리머 기재의 플라스토머의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물의 층, 및 임의의 기타 폴리머 조성물의 층을 포함하는 폴리머 층 구조를 포함하는 압출 코팅된 물품에 관한 것이다. 물품은 역시 추가의 층을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 압출 코팅된 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

적어도 양호한 밀봉 특성, 높은 내열성 및 압출 코팅에 적합한 가공성의 요건을 이행하는 신규의 폴리머 조성물이 본 발명자들에 의해 이제 발견되었다. 바람직한 구현예에서, 보다 넓은 밀봉 윈도우가 또한 달성된다.

폴리머 조성물로서, 프로필렌 폴리머 기재의 조성물과 플라스토머와의 특정 블렌드를 제공하고 사용함으로써, 폴리머의 핫-택 특성에 의해 측정되는 밀봉성이 개선될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 추가로, 상기 조성물은 압출 코팅 방법에 대한 가공성 요건을 이행한다.

플라스토머는 일반적으로 고무-유사 특성과 같은 엘라스토머 및 플라스틱의 특성을 플라스틱의 가공 능력과 조합한 폴리머 재료로서 정의된다. 중요한 플라스토머는 에틸렌-알파 올레핀 코폴리머로부터 선택된다.

따라서, 본 발명은 하기의 블렌드를 포함하는 신규의 폴리머 조성물 (A) 에 관한 것이다:

i) 하기의 블렌드를 포함하는, 60 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머 조성물 (a):

(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,

(a-2) 5 내지 45 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,

이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 10 내지 50 g/10min (230 ℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,

및

ii) 10 내지 40 wt-% 의, 4 내지 10 개의 C-원자의 하나 이상의 α-올레핀 코모노머와의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b), 단, 하나 이상의 코모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는 모노머임,

이때 (i) 및 (ii) 의 양은 조성물 (A) 의 전체 중량을 기준으로 하고,

플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐.

추가로, 본 발명은 하기를 포함하는 폴리머 층 구조 (PL) 에 관한 것이다:

1) 하기의 블렌드를 포함하는, 폴리머 조성물 (A) 의 층 1:

(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,

(a-2) 5 내지 45 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,

이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230 ℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,

및

이때 i) 및 ii) 의 양은 조성물 (A) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐,

및

2) 조성물 (A) 와 상이한 폴리머 조성물의 층 2.

폴리머 층 구조 (PL) 는 층 2 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

추가로, 본 발명은 하기를 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC) 에 관한 것이다:

I. 기판 층 (S)

II. 하기를 포함하는 조성물 (A) 의 가열 밀봉성 폴리머 층 (H):

(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,

(a-2) 5 내지 45 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,

이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230 ℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐, 및

플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐.

본 발명은 추가로 하기를 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC) 에 관한 것이다:

I 기판 층 (S)

II 하기를 포함하는 폴리머 층 구조 (PL)

II-1) 하기의 블렌드를 포함하는 조성물 (A) 의 층 1:

(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,

(a-2) 5 내지 45 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,

및

플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐, 및

II-2) 조성물 (A) 와 상이한 폴리머 조성물의 층 2.

압출 코팅된 물품은 폴리머 층 구조 (PL) 에서 하나 초과의 층 2 를 포함할 수 있다.

층 1 은 가열 밀봉성 층을 형성하고, 압출 코팅된 물품의 표면 층을 형성한다.

추가로, 본 발명은 압출 코팅 방법에 의한 압출 코팅된 물품 (EC) 의 제조 방법으로서, 가열 밀봉성 층 (H) 를 압출하거나, 적어도 용융 상태의 폴리머 층 구조 (PL) 를 플랫 다이를 통해 상기 기판 상에 공압출함으로써 기판 (S) 를 코팅하는데, 이때 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 가 상기 정의된 바와 같은 조성물 (A) 를 포함하고, 폴리머 층 구조 (PL) 이 상기 정의된 바와 같은 것에 관한 것이다. 가열 밀봉성 층 (H) 은 물품의 표면 층을 형성한다.

추가로, 본 발명은 압출 코팅 물품에서 가열 밀봉성 층으로서의 조성물 (A) 의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 보다 세부사항 및 바람직한 구현예가 본 명세서 및 청구범위에 개시되어 있다.

압출 코팅된 물품은 기판 층(들) (S) 및 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 또는 폴리머 층 구조 (PL) 외에도 하나 이상의 추가의 층 (M) 을 포함할 수 있으며, 단, 가열 밀봉성 층은 항상 압출 코팅된 물품의 표면 층을 형성한다. 상기 임의의 층 (M) 은 압출 코팅된 물품에 사용하기에 적합한 임의의 재료 층, 예컨대 임의의 폴리머 층, 금속 호일, 금속화 폴리머 층, 섬유 재료 또는 그 조합일 수 있다. 층 (M) 은 수많은 목적을 위해, 예컨대 접착제 층, 전형적으로 폴리머 재료 층, 타이(tie) 층, 장벽 층 또는 인쇄 층으로서 사용될 수 있다.

따라서, 하나의 바람직한 구현예에 따라, 본 발명은 하기를 포함하는 압출 코팅된 물품에 관한 것이다:

1. 기판 층 (S),

2. 적어도 상기 정의된 바와 같은 조성물 (A) 로 구성된 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 를 그 자체로 또는 폴리머 층 구조 (PL) 의 부분으로서 포함하는 층, 및

3. 층 (M),

단 가열 밀봉성 층은 압출 코팅된 물품의 외부 층임.

기판 층

본 발명의 물품에서, 기판 층은 이 중에서 섬유 기판, 예컨대 종이, 판지 또는 크라프트 종이 또는 직조 또는 부직조 패브릭, 직조 플라스틱, 플라스틱 필름, 예컨대 배향된 폴리프로필렌 필름, PET 필름, PA 필름 또는 셀로판 필름 또는 금속 호일의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 기판 층은 종이, 판지 또는 크라프트 종이, 2 축 배향된 폴리프로필렌 필름, 배향된 PET 필름, 배향된 PA 필름, 금속화 2 축 배향된 폴리프로필렌 필름인 플라스틱 필름, 직조 패브릭 또는 플라스틱, 및 알루미늄 호일인 금속 호일로부터 선택된다.

프로필렌 폴리머

본 발명의 조성물에 사용되는 프로필렌 폴리머는 4 내지 12 개의 C-원자의 α-올레핀 코모노머 및/또는 에틸렌과의 프로필렌 코폴리머 또는 프로필렌 호모폴리머일 수 있다. 매우 높은 내열성이 목적된다면, 높은 용융 온도를 갖는 프로필렌 폴리머가 선택되어야 한다. 상기 경우에, 프로필렌 호모폴리머는 바람직한 선택이다. 보다 낮은 용융 온도 또는 보다 넓은 온도 윈도우가 목적된다면, 프로필렌-에틸렌 블록 코폴리머가 흔히 바람직한 선택이다.

프로필렌 호모폴리머, 뿐만 아니라 코폴리머는 유니모달(unimodal) 또는 멀티모달(multimodal) 폴리머 조성물일 수 있다.

"멀티모달" 또는 "멀티모달 분포" 는 수 개의 상대적 최대치를 갖는 빈도 분포를 기재한다. 특히, 표현 "폴리머의 양상" 은 그 분자량 분포 (MWD) 곡선 형태로 칭하며, 즉 그 분자량에 따른 폴리머 중량 분율의 그래프의 외관으로 칭한다. 폴리머가 순차적 단계 방법으로, 즉 직렬로 커플링된 반응기를 활용하고, 각 반응기에서 상이한 조건을 사용함으로써 제조되는 경우, 상이한 반응기에서 생성되는 상이한 폴리머 분획은 각각 서로 상당히 상이할 수 있는 그 자체의 분자량 분포를 갖는다. 수득한 최종 폴리머의 분자량 분포 곡선은 따라서 보다 분명한 최대치를 나타내거나 또는 별개의 분획에서의 곡선과 비교시 적어도 뚜렷하게 넓은 폴리머 분획의 분자량 분포 곡선의 중첩으로 나타날 수 있다. 상기 분자량 분포 곡선을 나타내는 폴리머는 각각 바이모달(bimodal) 또는 멀티모달으로 불린다.

본 발명에 사용되는 표현 호모폴리머는 실질적으로, 즉 97 wt-% 이상, 바람직하게는 99 wt-% 이상, 가장 바람직하게는 99.5 wt-% 이상, 특히 99.8 wt-% 의 프로필렌 단위로 이루어진 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 구현예에서, 단지 프로필렌 단위가 프로필렌 호모폴리머에서 검출가능하다.

상기 경우에, 본 발명에 따른 폴리프로필렌은 프로필렌과 공중합된 모노머, 예를 들어 코모노머, 예컨대 에틸렌 및/또는 C₄ 내지 C₁₂ α-올레핀, 특히 에틸렌 및/또는 C₄ 내지 C₁₀ α-올레핀을 포함하는 프로필렌 랜덤 코폴리머이다. C₄ 내지 C₁₀ α-올레핀은 바람직하게는 1-부텐 및/또는 1-헥센이다. 바람직하게는, 랜덤 프로필렌 코폴리머는 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노머를 포함한다. 바람직하게는, 프로필렌 코폴리머 중 코모노머, 더 바람직하게는 에틸렌의 전체량은 바람직하게는 0.5 초과이지만 10.0 mol.-% 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 초과이지만 7.0 mol.-% 미만이다.

또한, 폴리프로필렌이 폴리프로필렌 매트릭스 및 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR) 를 포함하는 프로필렌 코폴리머인 것이 가능하다.

폴리프로필렌 매트릭스는 호모폴리머 또는 코폴리머, 더 바람직하게는 멀티모달, 예컨대 바이모달 호모폴리머 또는 멀티모달, 예컨대 바이모달 코폴리머일 수 있다. 폴리프로필렌 매트릭스가 프로필렌 코폴리머인 경우, 코모노머가 에틸렌 또는 부텐인 것이 바람직하다. 그러나, 또한 당업계에 공지된 기타 코모노머가 적합하다. 폴리프로필렌 매트릭스 중 코모노머의 바람직한 양은 최대 8.00 mol% 이다. 프로필렌 코폴리머 매트릭스가 코모노머 성분으로서 에틸렌을 갖는 경우, 매트릭스 중 에틸렌의 양이 최대 8.00 mol%, 더 바람직하게는 6.00 mol% 미만인 것이 특히 바람직하다. 프로필렌 코폴리머 매트릭스가 코모노머 성분으로서 부텐을 갖는 경우, 매트릭스 중 부텐의 양이 최대 6.00 mol%, 더 바람직하게는 4.00 mol% 미만인 것이 특히 바람직하다.

바람직하게는, 전체 프로필렌 코폴리머에서 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR) 는60 wt% 이하로 이루어진다. 더 바람직하게는, 전체 프로필렌 코폴리머에서 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR) 의 양은 15 내지 60 wt-% 범위, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 wt-% 범위이다.

추가로, 폴리프로필렌이 폴리프로필렌 매트릭스 및 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR) 를 포함하는 코폴리머인 경우 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR) 가 65 wt% 이하의 에틸렌 함량을 갖는 것이 바람직하다.

하나의 구현예에서, 폴리프로필렌은 분지형 폴리프로필렌이다. 분지형은 특이적 촉매, 즉 특이적 단일-부위 촉매를 사용해 달성될 수 있다. 예를 들어, 메탈로센 촉매의 사용에 의한 분지형 폴리프로필렌의 제조가 보다 상세히 기재된 EP 1 892 264 를 참조한다. 전형적으로, 상기 분지형 폴리프로필렌은 1.0 미만, 더 바람직하게는 0.9 미만, 더더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.9 범위, 예컨대 0.4 내지 0.8 범위의 분지형 지수 g' 를 갖는다. 분지형 폴리프로필렌은 분지형 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 분지형 프로필렌 코폴리머일 수 있다.

또다른 바람직한 구현예에서, 분지형 폴리프로필렌 (b-PP) 은 소위 높은 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP) 이다. 이전 단락에 논의된 분지형 폴리프로필렌과 상이한, 높은 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP) 은 하기에 상세히 논의되는 바와 같은 화학적 개질에 의해 수득되었다. 상기 폴리머가 그 레올로지 거동에 의해 측정될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 분지형 폴리프로필렌, 특히 높은 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP) 의 3.0 s^-1 의 변형 속도 및 2.5 의 Hencky 변형율에서 측정되는 변형 경화 인자 (SHF) 는 바람직하게는 1.7 이상, 더 바람직하게는 1.9 이상, 더더욱 바람직하게는 1.7 내지 7.0 범위, 더욱 바람직하게는 1.9 내지 6.5 범위이다. 추가로 또는 대안적으로, 높은 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP) 은 분지형 지수 g' 에 의해 정의될 수 있다. 따라서, 높은 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP) 의 분지형 지수 g' 가 1.0 미만, 더 바람직하게는 0.9 미만, 더더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.9 범위, 예컨대 0.4 내지 0.8 범위인 것이 바람직하다.

추가로, 본 발명에 사용되는 폴리프로필렌은 핵화 또는 충전된 폴리머일 수 있으며, 이때 충전제 재료는 바람직하게는 무기 충전제이다.

에틸렌 폴리머

본 발명의 조성물에 사용되는 에틸렌 폴리머는 저밀도 에틸렌 폴리머 (LDPE) 이다.

저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 의 의미가 익히 알려져 있고, 문헌에 기록되어 있다. 용어 LDPE 가 저밀도 폴리에틸렌을 위한 축약어이지만, 그 용어는 밀도 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되지 않으나, 낮은, 중간의 및 보다 높은 밀도를 갖는 HP (고압) 폴리에틸렌을 커버한다. 오토클레이브 및 관형 반응기는 전형적으로 HP 에틸렌 중합 방법에 사용된다. 용어 LDPE 는 단지 올레핀 중합 촉매의 존재 하에 제조되는 폴리에틸렌과 비교시 상이한 분지형 구조와 같은 전형적인 특성을 갖는 HP 폴리에틸렌의 성질을 기재하고 구별한다. 게다가, 상기 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 은 불포화될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 은 에틸렌 호모폴리머이다.

저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 이 코폴리머인 경우, 이는 전형적으로 아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴레이트, 메타크릴산 및 아세테이트로부터 선택되지만, 이에 제한되지 않는 코모노머를 포함한다.

전형적으로 및 바람직하게는, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 의 밀도는 860 kg/m³ 초과이다. 바람직하게는, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 즉 LDPE 호모폴리머 또는 코폴리머의 밀도는 940 kg/m³ 이하, 즉 860 내지 940 kg/m³ 범위이고, 바람직하게는 880 내지 930 kg/m³, 더 바람직하게는 900 내지 930 kg/m³, 예컨대 910 내지 925 kg/m³ 이다. 본 발명에 사용되는 LPPE 는 860 내지 940 kg/m³, 바람직하게는 880 내지 930 kg/m³, 더 바람직하게는 900 내지 930 kg/m³ 범위의 밀도를 갖는 에틸렌 호모폴리머이다. 특히 바람직한 밀도는 910 내지 925 kg/m³ 이다.

프로필렌 조성물 (a), 즉 프로필렌 폴리머 (a-1) 및 저밀도 폴리에틸렌 (a-2) 의 성분은 따라서 상이한 중합 방법에서 별개로 제조되고, 프로필렌 폴리머 조성물 (a) 를 형성하기 위해 블렌딩에 의해 조합된다.

본 출원에서, "블렌드" 또는 "블렌딩" 은 상이한 성분이 기계적 블렌딩, 예컨대 용융 또는 건식 블렌딩에 의해 조합되는 것을 의미한다. 성분은 상이한 방법에서 별개로 제조된다.

구절 "폴리머의 반응기 블렌드" 는 다단계 중합 방법에서 제조되는 폴리머 블렌드인 블렌드를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 블렌드는 임의의 반응기 블렌드가 아니다.

플라스토머

본 발명에 사용되는 플라스토머는 하나 이상의 α-올레핀 코모노머를 갖는 에틸렌 폴리머를 포함하는 저밀도 에틸렌-코폴리머이다. 코모노머는 4 내지 10 개의 C-원자의 α-올레핀 코모노머인데, 단, 하나 이상의 코모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는 모노머이다. 즉, 플라스토머가 에틸렌 터폴리머인 경우, 하나 이상의 모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는다. 바람직하게는, 에틸렌-코폴리머에서 코모노머는 6 내지 10 개의 C-원자, 바람직하게는 6 내지 8 개의 C 원자의 α-올레핀으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 에틸렌과 6 내지 8 개의 C-원자의 하나의 α-올레핀과의 코폴리머, 특히 에틸렌-옥텐 코폴리머이다.

본 발명에 사용되는 플라스토머는 전형적으로 880 내지 912 kg/m³, 바람직하게는 885 내지 910 kg/m³ 범위, 및 일부 구현예에서 890 내지 905 kg/m³ 의 저밀도를 갖는다. 플라스토머의 MFR₂ (190℃/2.16 kg) 는 3 내지 25 g/10min 범위, 바람직하게는 5 내지 20 g/10min 범위, 및 일부 구현예에서 5 내지 15 g/10min 범위이다. 본 발명에 사용되는 플라스토머는 바람직하게는 메탈로센 촉매의 존재 하의 용액 방법으로 제조된다.

임의의 추가 층 (M)

층 (M) 은 압출 코팅된 물품에 사용되기에 적합한 임의의 기타 재료 층, 예컨대 임의의 기타 폴리머 층, 금속 호일, 섬유 재료 또는 그 조합일 수 있다. 층 M 은, 예를 들어 종이, 판지 또는 크라프트 종이 또는 직조 또는 부직조 패브릭, 플라스틱 필름, 예컨대 배향된 폴리프로필렌 필름, 예컨대 2 축 배향된 폴리프로필렌 필름, 금속화 2 축 배향된 폴리프로필렌 필름, 임의 배향된 PET 필름, 임의 배향된 PA 필름 또는 셀로판 필름 또는 알루미늄 호일인 금속 호일을 포함할 수 있다. 조성물은 기타 성분으로 임의 개질되어 목적하는 특성을 얻을 수 있다. 폴리머 조성물로 구성된 추가의 층 M 은 또한 하나 이상의 폴리머 층 구조 (PL) 의 층 2 를 형성할 수 있다.

바람직한 본 발명의 조성물 (A) 는 조성물 (A) 의 전체량을 기준으로 하기의 블렌드를 포함한다:

i) 65 내지 85 wt-%, 바람직하게는 70 내지 85 wt-%, 더욱 바람직하게는 75 내지 85 wt-% 의 조성물 (a), 및

ii) 15 내지 35 wt-%, 바람직하게는 15 내지 30, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 wt-% 의 플라스토머 (b).

추가로, 바람직한 조성물 (a) 는 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하기의 블렌드를 포함한다:

(a-1) 60 내지 95 wt-%, 더 바람직하게는 65 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머, 및

(a-2) 5 내지 40 wt-%, 더 바람직하게는 10 내지 35 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머.

상기 정의에 따라, 성분 (a-1) 및 (a-2) 는 별개로 및 상이한 중합 방법으로 제조되고, 블렌딩에 의해 조합된다.

조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230 ℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 를 갖고, ISO 306 에 따라 측정되는 조성물 (a) 의 Vicat 연화 온도는 120 내지 155℃ 범위, 바람직하게는 125 내지 155℃ 범위이다.

따라서, 하나의 바람직한 조성물 (A) 는 하기의 블렌드를 포함한다:

i) 하기의 블렌드를 포함하는, 70 내지 85 wt-% 의 조성물 (a):

(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머, 더 바람직하게는 65 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머, 및

(a-2) 5 내지 45 wt-%, 더 바람직하게는 10 내지 35 wt-% 의 저밀도 에틸렌 폴리머,

이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 125 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,

및

ii) 15 내지 30 wt-% 의, 6 내지 10 개의 C-원자의 하나 이상의 α-올레핀 코모노머와의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b),

플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도 및 3 내지 25 kg/10 min 범위의 MFR₂ (190℃/2.16kg) 를 가짐.

바람직하게는, 본 발명의 모든 구현예에 사용되는 플라스토머 (b) 는 메탈로센 촉매의 존재 하의 용액 방법으로 제조된다.

본 발명의 모든 구현예에 사용되는 플라스토머는 3 내지 25 g/10min, 바람직하게는 5 내지 20 g/10 min 범위의 MFR₂ (190℃/2.16kg) 를 갖는다.

추가로, 본 발명의 모든 구현예에 사용되는 플라스토머는 880 내지 912 kg/m³, 바람직하게는 885 내지 910 kg/m³ 범위의 밀도를 갖는다.

하나의 바람직한 구현예에서, 플라스토머는 5 내지 20 kg/10 min 범위의 MFR₂ (190℃/2.16kg) 및 885 내지 910 kg/m³ 범위의 밀도를 갖는다.

조성물 (a) 의 MFR₂ (230℃/2.16kg) 는 10 내지 50 g/10min, 바람직하게는 12 내지 50 g/10min 범위일 수 있다.

하나의 바람직한 구현예에서,

- 프로필렌 폴리머 (a-1) 은 프로필렌 호모폴리머 또는 프로필렌 에틸렌 블록 코폴리머이고/거나,

- 저밀도 에틸렌 폴리머 (a-2) 는 900 내지 930 kg/m³ 의 밀도를 가짐.

조성물 (A), (a) 및 플라스토머 (b), 및 층 (S), (H), (PL), 층 1, 층 2 및 (M) 의 모든 바람직한 구현예는 바람직한 구현예로서 모든 본 발명의 압출 코팅된 물품 (EC) 에 적용가능하다.

본 발명의 조성물 (a) 및 (A) 는 임의의 통상의 블렌딩 기법에 의해, 예컨대 용융 또는 건식 블렌딩을 사용해 형성될 수 있다. 조성물 (A) 의 형성을 위해 용융 블렌딩 기법을 사용하는 경우, 폴리머 성분을 컴파운딩 압출기, 전형적으로 2 축-압출기에서 용융 컴파운딩한다. 또한, 압출 코팅 라인에서 성분의 건식 블렌딩을 사용할 수 있다. 임의로는, 추가의 첨가제, 예컨대 충전제, 슬립제, 항블록제, 항산화제, 냉각 롤 방출제 및 폴리머 공정 보조제가 용융 블렌드 및 건식 블렌드 내에 혼입될 수 있다.

본 발명의 조성물 (A) 는 놀랍게도 개선된 핫-택 특성을 갖는 가열 밀봉성 필름을 형성하고 압출 코팅된 물품에 사용하기에 익히 적합하다. 압출 코팅된 다중층 물품의 외부 층으로서 또는 기판 상의 유일한 층으로서 조성물 (A) 로 구성된 필름을 사용함으로써, 압출 코팅된 물품을 패키징 재료에 매우 적합하게 제조하는데, 이때 양호한 밀봉 특성, 예컨대 양호한 핫택 특성이 넓은 온도 범위 내에서 요구된다.

양호한 밀봉 특성 외에도, 또한 매우 양호한 가공성은 기판 상의 유일한 층으로서 조성물 (A) 를 사용함으로, 또는 상기 정의된 바와 같은 폴리머 층 구조 (PL) 의 부분인 것으로 수득된다. 상기 정의된 바와 같이, 상기 폴리머 층 구조 (PL) 는 조성물 (A) 의 층 (층 1) 및 조성물 (A) 와 상이한 폴리머 조성물의 또다른 층 (층 2) 을 포함한다. 양호한 가공성의 이행을 위해, 층 2 는 또한 양호한 가공성을 이행하는 폴리머 조성물이어야 한다. 층 2 에 적합한 상기 폴리머 조성물의 예는 폴리프로필렌과 임의 블렌딩된 LDPE (이때, 폴리머의 대부분은 LDPE 임), LDPE 와의 폴리프로필렌 블렌드 (이때, 폴리머의 대부분은 폴리프로필렌임), 또는 각 적용에서 요구되는 기타 특성 및 가공성의 요건을 이행하는 임의의 기타 폴리머 조성물이다. 양호한 내열성이 중요한 경우에는, LDPE 와의 폴리프로필렌 블렌드 (이때, 폴리머의 대부분은 폴리프로필렌임) 는 적절한 선택이다. 하나의 가능성은 층 2 로서 5 내지 45 wt-% LDPE 를 포함하는 폴리프로필렌 조성물, 즉 상기 정의된 바와 같은 조성물 (a) 를 사용하는 것이다. 상기 유형의 폴리머 층 구조는 매우 양호한 밀봉 특성 외에도 또한 양호한 가공성 및 기판 층 (S) 에 대한 양호한 부착을 압출 코팅 방법, 또한 고속 방법에서 제공한다.

상기 지시된 바와 같이, 가열 밀봉 특성은 패키징 재료의 평가에 사용되는 주요 지수 중 하나이다. 가열 밀봉 특성은 핫택 강도 및 가열 밀봉 온도 범위를 포함한다. 핫택 강도는 아직 완전 냉각되지 않은 경우의 밀봉 영역의 벗김력(peel force) 으로 칭한다.

크라프트 종이가 기판으로서 사용되는 경우, 압출 코팅된 물품에서 가열 밀봉 층 (H) 로서 사용되는 본 발명의 조성물 (A) 는 4 N 초과, 바람직하게는 4.5 N 이상의 최대의 핫-택 강도를 갖는다. 최대의 핫-택 강도는 밀봉 범위의 20℃ 간격에 따른 최대의 강도 수준인 것으로 정의된다.

밀봉 재료의 기타 중요한 특성은 SIT 및 SET 값이다. 기판 층으로서 크라프트 종이가 사용되는 경우, 본 발명에서 최저의 밀봉 온도 (SIT) 는 핫-택 강도가 2 N 에 도달하는 온도인 것으로 정의되고, 최고의 밀봉 온도 (SET) 는 핫-택 강도가 여전히 2 N 인 온도이다.

본 발명에 사용되는 밀봉 특성 정의가 도 1 에 예시되어 있다. 도 1 에 개시된 값이 단지 정의를 명확하게 하기 위해 예시된 것이고 본 발명의 특성을 나타내는 것은 아닌 것에 주목되어야 한다.

낮은 SIT 값 및 넓은 밀봉 윈도우는 패키징 산업에서 특히 중요한 밀봉 특성으로서, 이때 라인 속도 및 방법 무결성은 필수적인 요소이다.

압출 코팅 방법은 종래의 압출 코팅 기법을 사용해 수행될 수 있다. 따라서, 적어도 본 발명에 따른 조성물 (A) 는 전형적으로 첨가제를 임의 함유하는 펠릿 형태로 압출기에 공급된다. 압출기로부터, 폴리머 용융물을 바람직하게는 플랫 다이를 통해 코팅되어야 하는 기판에 보낸다. 코팅된 기판을 냉각 롤에서 냉각하고, 그 후에 에지 트리머(edge trimmer) 에 보내고, 와인드 업(wind up) 한다. 다이 너비는 전형적으로 사용되는 압출기의 크기에 따라 다르다. 따라서, 90 mm 압출기를 사용하면 너비는 적합하게는 600 내지 1,200 mm 범위 내일 수 있고, 115 mm 압출기를 사용하면 900 내지 2,500 mm, 150 mm 압출기를 사용하면 1,000 내지 4,000 mm, 및 200 mm 압출기를 사용하면 3,000 내지 5,000 mm 이다. 라인 속도 (드로-다운 속도) 는 바람직하게는 75 m/min 이상, 더 바람직하게는 100 m/min 이상이다. 가장 시판되는 작동기에서, 라인 속도는 바람직하게는 300 m/min 초과 또는 500 m/min 초과이다. 현대의 기기는 1,000 m/min 이하, 예를 들어 300 내지 800 m/min 의 라인 속도에서 작동되도록 고안된다. 폴리머 용융물의 온도는 전형적으로 240 내지 330℃ 이다. 본 발명의 폴리프로필렌 조성물 (A) 는 공압출 방법에서 외부 층으로서 또는 단층 코팅으로서 기판 상에 압출될 수 있다. 다중층 압출 코팅에서, 상기 정의된 바와 같은 폴리머 층 구조 및 임의로는 기타 폴리머 층을 공압출할 수 있다. 요구되거나 또는 필요하다면, 공지된 방식으로 오존 및/또는 코로나 처리를 추가로 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 가열 밀봉성 조성물 (A) 를 사용함으로써 수득한 압출 코팅된 제품 및 물품의 주요 최종 용도는 패키징 적용, 예컨대 우유, 쥬스, 와인 또는 기타 액체를 위한 액체 패키징, 스낵, 과자류, 육류, 치즈 및 의료품을 위한 유연성 패키징, 세제 상자, 컵 및 플레이트 (오븐 또는 마이크로파용) 와 같은 강성의 패키징, 살균성 식품 패키징에서, 그러나 또한 사진 종이, 또는 종이 릴(reel) 및 림 랩(ream wrap) 과 같은 산업적 적용, 및 바람직하게는 살균성 및/또는 레토르트성을 갖는 공업용 라미네이트를 위한 것이다.

상기 나열된 바와 같은 본 발명은 따라서 또한 각각 기판을 제공하며, 상기 물품은 하나 이상의 표면 상에 본 발명에 따른 프로필렌 폴리머 기재의 조성물 (A) 인 하나 이상의 탁월한 밀봉 특성 층을 갖는다.

나아가, 본 발명은 또한 패키징 및 리딩 재료로서, 특히 식품 및/또는 의료품을 위한 패키징 및 리딩 재료로서의 본 발명의 물품의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 일부 구현예에서, 압출 코팅된 물품을 다운스트림 방법으로 상이한 기계가공 및 성형 작업 처리한다. 상기 작업은, 예를 들어 드릴링, 펀칭 및 벤딩을 포함한다.

압출 코팅된 기판의 폴리머 층은 바람직하게는 5 내지 1,000 μm 범위, 더 바람직하게는 5 내지 100 μm 범위, 예컨대 약 7 내지 50 μm 범위의 두께를 갖는다. 특정 두께는 기판의 성질, 그 예측되는 차후의 취급 조건 및 가장 중요하게는 차후의 최종품의 용도에 따라 선택될 것이다. 기판의 두께는 일반적으로 자유롭게 선택될 수 있고, 코팅 방법에 어떠한 영향을 미치지 않는다. 이는 전형적으로 1 내지 10,000 μm, 예를 들어 10 내지 600 μm 일 수 있다.

폴리머 용융물, 즉 조성물 용융물의 온도는 전형적으로 240 내지 330℃, 바람직하게는 250 내지 315℃ 이다.

또한, 2 개 이상의 압출기를 사용하는 코팅 라인을 활용해 상이한 폴리머를 갖는 다층화 코팅의 제조를 가능하게 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 구현예에 따라, 압출 코팅된 물품 (EC) 은 하기에 의해 제조될 수 있다:

- 가열 밀봉성 층 (H) 을 압출하거나, 또는 적어도 용융 상태의 폴리머 층 구조 (PL) 를 플랫 다이를 통해 상기 기판 상에 240 내지 320℃ 의 온도에서 공압출함으로써 150 m/min 이상의 드로-다운 속도로 하여 기판 (S) 를 압출 코팅하는데, 이때 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 는 상기 정의된 바와 같은 조성물 (A) 를 포함하거나, 또는 상기 정의된 바와 같은 폴리머 층 구조 (PL) 의 부분임.

또한, 부착의 개선을 위해, 예를 들어 오존 처리에 의해 다이를 나가는 폴리머 용융물을 처리 및/또는 기판의 경우에는 코로나 처리 또는 불꽃 처리를 사용하는 배열을 가질 수 있다. 코로나 처리의 경우, 예를 들어 기판을 전극으로서 기여하는 2 개의 도체 요소들 사이에 보내는데, 상기 고전압, 통상적으로 교류 전압 (약 10000 V 및 10000 Hz) 을 분무 또는 코로나 방전이 일어날 수 있는 전극들 사이에 적용한다. 분무 또는 코로나 방전으로 인해, 기판 표면 상의 공기는 이온화되고, 기판 표면의 분자와 반응한다.

본 발명의 조성물 및 그 제조를 통한 압출 코팅된 물품이 하기 실시예에 의해 보다 완전히 기재된다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다.

실시예

용어 및 측정 방법의 하기 정의는 달리 정의되지 않는 한 본 발명의 상기 일반 설명, 뿐만 아니라 하기 실시예에 적용된다.

측정 방법:

핫택력

최대의 핫-택력, 즉 힘/온도 다이아그램의 최대치를 측정하고, 보고한다.

핫택 측정을 방법 ASTM F 1921 에 따라 J&B 핫택 시험기로 실시한다. 표준은 샘플이 너비가 15 mm 인 슬라이스로 절단되어야 하는 것을 요구한다. 샘플을 양 말단이 기계적 로크(lock) 에 부착된, 핫택 시험기 내에 수직 방향으로 둔다. 이후, 시험기는 고온 밀봉물을 밀봉하고 잡아당겨 저항력을 측정한다.

밀봉 압력, N/mm² 1.5

밀봉 시간, s 0.5

냉각 시간, s 0.2

벗김 속도, mm/s 200

각 샘플의 핫택을 90℃ 내지 측정되는 핫택력이 1 N 미만인 온도 범위의 온도로 핫택력을 시험함으로써 확인하였다. 표준은 3 회 이상의 동시 측정의 수행을 요구한다. 온도를 5℃ 의 단계로 증가시켰다.

SIT 및 SET

SIT 및 SET 값을 핫택 측정으로부터 수득한다. 본 발명에서, 최저의 밀봉 온도 (SIT) 는 핫-택 강도가 2 N 에 도달하는 온도 (℃) 인 것으로 정의되고, 최고의 밀봉 온도 (SET) 는 핫-택 강도가 여전히 2 N 인 온도 (℃) 이다.

최대의 핫-택 강도

최대의 핫-택 강도는 밀봉 범위의 20℃ 간격에서의 최고의 강도 (N) 수준인 것으로 정의된다.

Vicat - 은 ISO 306 에 따라 측정된다.

밀도는 ISO 1183 에 따라 측정된다.

용융 유속 MFR ₂

폴리에틸렌, 예컨대 저밀도 에틸렌 폴리머에 관한 용융 유속 MFR₂ 는 달리 알려지지 않는 한 ISO 1133 에 따라 190℃ 에서 2.16 kg 하중 하에 측정된다.

폴리프로필렌 폴리머에 관한 용융 유속 MFR₂ 는 달리 알려지지 않는 한 ISO1133 에 따라 230℃ 에서 2.16 kg 하중 하에 측정된다.

압출 코팅된 물품을 위한 층 재료

기판 층

기판 층 (S) 로서 모든 실시예에서 70 g/m² 의 평량을 갖는 UG 크라프트 종이를 사용하였다.

폴리머 및 조성물

폴리머 조성물 (a)

폴리머 조성물 (a) 를, 프로필렌 호모폴리머를 호모LDPE 와 용융 블렌딩함으로써 형성하였다. LDPE 의 양을 5 내지 45 wt-% 의 범위로 조정하여 조성물 (a) 의 경우 20 - 30 g/10 min 범위의 MFR₂ (230℃/2.16 kg 하중) 및 125 내지 130℃ 범위의 Vicat 온도를 수득하였다.

동일한 조성물 (a) 를 모든 실시예에서 기판 (크라프트 종이) 층 (S) 및 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 사이에 폴리머 층 2 로서 사용하였다.

플라스토머 (b)

플라스토머로서 902 kg/m³ 의 밀도 및 10 g/10min 의 MFR₂ (190℃/2.16 kg) 를 갖고 메탈로센 촉매 하의 용액 방법으로 제조되는 에틸렌-옥텐 코폴리머를 사용하였다.

폴리머 조성물 (A)

조성물 (A) 를, 상기 정의된 바와 같은 조성물 (a) 를 상기 정의된 바와 같은 에틸렌-옥텐 플라스토머 (b) 와 건식 블렌딩함으로써 형성하였다. 플라스토머 (b) 의 양은 조성물 (A) 의 전체량을 기준으로 20 wt-% 였다. 상기 조성물은 IE1 에서 층 1 로서 사용되었다.

기타 폴리머 조성물

기타 폴리머 조성물로서 8 g/10min 의 MFR₂ 및 에틸렌 함량 2 wt -% (C2) 또는 4 wt -% (C4) 를 갖는 프로필렌 랜덤 코폴리머 조성물을 사용하였다. 이들 조성물을 비교예 CE2 및 CE3 에서 사용한다.

모든 실시예에서, 조성물 (a) 의 폴리머 층을 기판 층 및 가열 밀봉성 층 (H) 사이에 층으로서 사용하였다. 따라서, 실시예에서 제조되는 압출 코팅된 물품이 하기와 같이 기판 층 (S) 및 폴리머 층 구조 (PL) 을 포함하는 것으로 정의될 수 있다:

- 폴리머 층 구조 (PL)

층 1 (= 상부 층 = 가열 밀봉성 층 (H), 실시예들에 정의된 바와 같음)

층 2 (= 본 발명의 실시예 및 비교예에서 동일함 = 조성물 a)

- 기판 층 (S) = UG 크라프트 종이, 70 g/m² (모든 실시예에서).

폴리머 층 구조에서 폴리머 조성물의 전체량은 18 g/m² (층 1 에서 9 g/m² 및 층 2 에서 9 g/m²) 였다.

본 발명의 실시예 1 (IE1)

폴리머 조성물 (A) 를 본 발명의 압출 코팅된 물품에서 상부 층 (층 1), 즉 가열 밀봉성 층 (H) 로서 사용하였다.

따라서, IE1 에서 폴리머 층 구조는 하기이다:

층 1 폴리머 조성물 (A)

층 2 폴리머 조성물 (a)

비교예 1 (CE1)

상부 층 (H) (층 1) 로서 조성물 a) 를 사용하였다. 플라스토머를 조성물에 첨가하지 않았다.

따라서, CE1 에서 폴리머 층 구조는 하기이다:

층 1 폴리머 조성물 (a)

층 2 폴리머 조성물 (a)

비교예 2 (CE2)

상부 층 (H) (층 1) 로서 8 g/10min 의 MFR₂ 및 2 wt-% 의 에틸렌 함량을 갖는 프로필렌 랜덤 코폴리머 조성물 (조성물 (C2)) 을 사용하였다. 플라스토머를 조성물에 첨가하지 않았다.

따라서, CE2 에서 폴리머 층 구조는 하기이다:

층 1 폴리머 조성물 (C2)

층 2 폴리머 조성물 (a)

비교예 3 (CE3)

상부 층 (H) (층 1) 로서 8 g/10min 의 MFR₂ 및 4 wt-% 의 에틸렌 함량을 갖는 프로필렌 랜덤 코폴리머 조성물 (조성물 (C4)) 을 사용하였다. 플라스토머를 조성물에 첨가하지 않았다.

따라서, CE3 에서 폴리머 층 구조는 하기이다:

층 1 폴리머 조성물 (C4)

층 2 폴리머 조성물 (a)

압출 코팅된 물품 (EC) 의 형성:

압출 코팅된 물품은 IE1 및 CE1 내지 CE3 에 지시된 바와 같이 동일한 기판 층 (S) 및 폴리머 층 구조로 구성되었다. 물품을 하기 방법에 따라 제조하였다:

압출 코팅 시행을 Beloit 공압출 코팅 라인에서 실시하였다. 이는 Peter Cloeren 의 EBR 다이 및 5 개의 층 공급 블록을 갖췄다. 라인의 너비는 850 내지 1,000 mm 였고, 최대의 가능한 라인 속도는 1,000 m/min 였다. 라인 속도를 150 m/min 로 유지하였다.

EBR 다이 (EBR 은 "에지 비드 감소(edge bead reduction)" 를 나타냄) 에서, 2 개의 데클(deckle), 상부 및 하부 데클을 조정하여 에지 비드를 최소화한다. 데클링은 개시, 개방, 위치로부터 mm 로서의 데클의 위치로서 나타난다. 제 1 수치는 상부 데클의 위치를 나타내고, 제 2 수치는 하부 데클의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 데클링 70/30 은 상부 데클이 다이의 에지로부터 70 mm 의 위치로 이동되었고, 하부 데클이 다이의 에지로부터 30 mm 로 이동되었음을 의미한다.

코팅 라인에서, UG 크라프트 종이 위에 공압출 구조로 코팅하였는데, 이는 상기 개시된 바와 같은 가열 밀봉성 상부 층 H (층 1) 및 종이 기판에 부착되는 조성물 a) 의 층 2 로 구성되었다. 폴리머 용융물의 온도를 290℃ 로 설정하고, 압출기의 온도 프로파일은 200-240-290-290℃ 였다. 냉각 롤을 매팅하였고, 그 표면의 온도는 15℃ 였다. 사용되는 다이 개방은 0.65 mm 였고, 닙 거리는 160 mm 였다. 용융 필름을 처음으로 닙에서 기판 측까지 +10 mm 하여 기판과 접촉시켰다. 압력 롤의 압력은 3.0 kp/cm² 였다. 라인 속도는 150 m/min 였다.

용융물 (Wedeco) 에 대한 오존 처리 및 기판 (Vetaphone) 에 대한 코로나 처리를 모든 샘플에서 활용하였다. 오존의 경우 설정값은 2.0 kW 였고, 따라서 오존의 농도는 25 g/m³ 이었다. 용융 필름으로부터의 적용기의 거리 및 각도는 70 mm 및 45℃ 였다. Vetaphone ET5 코로나 처리기는 12 kW 의 출력 전력 및 18 내지 35 kHz 의 주파수를 가졌다. 이는 15 내지 25 kV 의 출력 전압 및 다중-프로파일 알루미늄 전극을 갖는 HF-증폭기를 갖췄다. 사용되는 코로나의 경우 설정값은 12.0 kW 였다.

본 발명의 실시예 IE1 및 비교예 CE1 내지 CE3 의 압출 코팅된 물품의 밀봉 특성이 표 1 에 개시되어 있다.

표 1. 압출 코팅된 물품의 밀봉 특성

*밀봉 윈도우 = SET-SIT/℃

실시예로부터 보여질 수 있는 바, 본 발명의 실시예는 플라스토머를 포함하지 않는 조성물과 비교시 개선된 최대의 핫-택 강도 및 최저의 SIT 를 나타낸다. SET 는 여전히 높은 수준으로 유지되었다. 따라서, 밀봉 윈도우는 본 발명의 조성물을 사용하는 경우 넓어진다.

Claims

하기의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물 (A):
i) 하기의 블렌드를 포함하는, 60 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머 조성물 (a):
(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,
(a-2) 5 내지 45 wt-% 의, 고압 폴리에틸렌인 저밀도 에틸렌 폴리머 (LDPE),
이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,
및
ii) 10 내지 40 wt-% 의, 4 내지 10 개의 C-원자의 하나 이상의 α-올레핀 코모노머와의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b), 단, 하나 이상의 코모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는 모노머임,
이때 (i) 및 (ii) 의 양은 조성물 (A) 의 전체 중량을 기준으로 하고,
플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐.
제 1 항에 있어서, 플라스토머 (b) 가 에틸렌-C6 - C10 α-올레핀 코폴리머인 폴리머 조성물 (A).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플라스토머 (b) 가 메탈로센 촉매의 존재 하의 용액 방법으로 제조되는 폴리머 조성물 (A).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플라스토머 (b) 가 3 내지 25 g/10 min 범위의 MFR₂ (190℃/2.16kg) 를 갖는 폴리머 조성물 (A).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리머 조성물이 조성물 (A) 의 전체량을 기준으로 하기의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물 (A):
i) 70 내지 85 wt-% 의 프로필렌 조성물 (a), 및
ii) 15 내지 30 wt-% 의 플라스토머 (b).
제 1 항에 있어서, 조성물 (a) 의 프로필렌 폴리머 (a-1) 은, 프로필렌 호모폴리머; 또는 4 내지 12 개의 C-원자의 α-올레핀 코모노머, 에틸렌, 또는 4 내지 12 개의 C-원자의 α-올레핀 코모노머 및 에틸렌과의 프로필렌 랜덤 또는 블록 코폴리머;인 폴리머 조성물 (A).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 저밀도 에틸렌 폴리머 (a-2) 가 860 내지 940 kg/m³ 의 밀도를 갖는 폴리머 조성물 (A).
하기를 포함하는 폴리머 층 구조 (PL):
1) 하기의 블렌드를 포함하는 폴리머 조성물 (A) 의 층 1:
i) 하기의 블렌드를 포함하는, 60 내지 90 wt-% 의 프로필렌 폴리머 조성물 (a):
(a-1) 55 내지 95 wt-% 의 프로필렌 폴리머,
(a-2) 5 내지 45 wt-% 의, 고압 폴리에틸렌인 저밀도 에틸렌 폴리머 (LDPE),
이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,
및
ii) 10 내지 40 중량% 의, 4 내지 10 개의 C-원자의 하나 이상의 α-올레핀 코모노머와의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b), 단, 하나 이상의 코모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는 모노머임,
이때 (i) 및 (ii) 의 양은 조성물 (A) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 플라스토머 b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐,
및
2) 조성물 (A) 와 상이한 폴리머 조성물의 층 2.
하기를 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC):
I. 기판 층 (S),
II. 가열 밀봉성 폴리머 층 (H),
이때 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 는 하기의 블렌드를 포함하는 조성물 (A) 를 포함함:
i) 하기의 블렌드를 포함하는, 60 내지 90 중량% 의 프로필렌 폴리머 조성물 (a):
(a-1) 55 내지 95 중량% 의 프로필렌 폴리머,
(a-2) 5 내지 45 중량% 의, 고압 폴리에틸렌인 저밀도 에틸렌 폴리머 (LDPE),
이때 (a-1) 및 (a-2) 의 양은 조성물 (a) 의 전체 중량을 기준으로 하고, 조성물 (a) 는 10 내지 50 g/10min (230℃/2.16kg) 의 용융 유속 MFR₂ 및 ISO 306 에 따라 측정되는 120 내지 155℃ 범위의 Vicat 연화 온도를 가짐,
및
ii) 10 내지 40 중량% 의, 4 내지 10 개의 C-원자의 하나 이상의 α-올레핀 코모노머와의 에틸렌 코폴리머의 플라스토머 (b), 단, 하나 이상의 코모노머는 6 개 이상의 C-원자를 갖는 모노머임,
이때 (i) 및 (ii) 의 양은 조성물 (A) 의 전체 중량을 기준으로 하고,
플라스토머 (b) 는 880 내지 912 kg/m³ 의 밀도를 가짐.
제 9 항에 있어서, 물품이 기판 층 (S) 및 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 사이에 위치한, 조성물 (A) 와 상이한 폴리머 조성물의 층 2 를 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC).
제 9 항에 있어서, 하기를 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC):
I-i 기판 층 (S),
II-i 제 8 항에 정의된 바와 같은 폴리머 층 구조 (PL).
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 플라스토머 (b) 가 메탈로센 촉매의 존재 하의 용액 방법으로 제조되는 압출 코팅된 물품 (EC).
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 플라스토머 b) 가 에틸렌- C6 - C10 α-올레핀 코폴리머인 압출 코팅된 물품 (EC).
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 기판 층 (S) 가 종이, 판지, 크라프트(kraft) 종이, 플라스틱 필름, 금속화 플라스틱 필름, 금속 호일, 직조 패브릭 또는 플라스틱 또는 그 조합의 군으로부터 선택되는 압출 코팅된 물품 (EC).
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 물품이 폴리머 필름, 금속 호일, 금속화 폴리머 필름, 섬유 재료 층 또는 그 조합인 하나 이상의 층 (M) 을 포함하는 압출 코팅된 물품 (EC).
하기를 포함하는, 압출 코팅된 물품 (EC) 의 제조 방법:
- 가열 밀봉성 층 (H) 를 압출하거나, 또는 적어도 용융 상태의 폴리머 층 구조 (PL) 을 플랫 다이(flat die) 를 통해 기판 상에 240 내지 320℃ 의 온도에서 공압출함으로써 150 m/min 이상의 드로-다운(draw-down) 속도로 하여 기판 (S) 를 압출 코팅하는 단계,
이때 가열 밀봉성 폴리머 층 (H) 는 제 1 항에 정의된 바와 같은 조성물 (A) 를 포함하거나, 또는 제 8 항에 정의된 바와 같은 폴리머 층 구조 (PL) 의 부분임.
제 1 항에 있어서, 압출 코팅된 물품에서 가열 밀봉성 층으로서 사용되는 폴리머 조성물 (A).