KR102112234B1 - 투명성이 우수하고 저용출 특성을 보이는 폴리프로필렌 수지 조성물 - Google Patents

투명성이 우수하고 저용출 특성을 보이는 폴리프로필렌 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고, 상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min인 것을 특징으로 함으로써, 투명성이 우수하고, 자일렌과 같은 유해물질의 용출이 억제되어 안전성이 우수한 시트를 제조할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

투명성이 우수하고 저용출 특성을 보이는 폴리프로필렌 수지 조성물{POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION HAVING GOOD TRANSPARENCY WITH LOW EXTRACTABLE}
본 발명은 투명성이 우수하고 저용출 특성을 보이는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
투명 식품 포장 용기로는 일반적으로 비결정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 연신 폴리스타이렌을 이용한 제품이 많이 사용되고 있다. 그러나, 비결정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 연신 폴리스타이렌을 이용한 제품은 전자레인지와 같은 고열 조건을 이용할 경우 녹아서 변형되는 단점이 있다.
이에, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 수지를 투명 식품 포장 용기로서 적용하는 시도가 있었다.
폴리프로필렌 랜덤 공중합체 수지는 비중이 낮고, 투명성이 우수하여 일회용 또는 다회용 용기, 제품 포장 용기로 사용되고 있으며, 전자레인지와 같은 고열 조건에서도 변형이 발생하지 않고, 유해성이 없다.
특히, 친환경의 이슈가 증대되고, 최근에는 상품의 고급화를 위해 식품 용기나, 제품 포장 용기에 초고투명 시트를 이용하는 비중이 늘어나고 있어, 재활용이 가능한 투명 폴리프로필렌 수지의 수요가 증가하고 있다.
대한민국 등록특허 제1,183,747호는 우수한 내충격성, 굴곡탄성율 및 투명성을 갖는 폴리프로필렌 조성물 및 이의 제품에 관한 것으로서, (a) 1~5중량%의 에틸렌을 함유하는 고결정성 에틸렌-프로필렌 랜덤공중합체 및 2~12중량%의 부텐-1을 함유하는 프로필렌-부텐-1 랜덤공중합체로부터 선택된 하나의 랜덤공중합체 80~95중량%; 및 (b)지글러-나타계 촉매를 사용해서 제조한 30~50중량%의 에틸렌을 함유하는 에틸렌-프로필렌 탄성 공중합체 5~20중량%를 포함하며, 상기 성분 (a)의 용융지수에 대한 성분 (b)의 용융지수의 비는 1.5 내지 35인 것을 특징으로 하는 우수한 내충격성, 굴곡탄성율 및 투명성을 갖는 폴리프로필렌 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다.
일본 공개특허 제2002-275332호는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그 용도에 관한 것으로서, 메탈로센 촉매의 존재 하에 프로필렌과 α-올레핀을 랜덤 공중합시켜 얻어진 폴리프로필렌(A) 70~98중량％과 에틸렌과 탄소 원자수 4~20의 α-올레핀을 공중합해 얻어져 또한 멜트 플로우 레이트(ASTM D 1238, 190℃, 2.16 kg하중)이 0.5~40 g/10분이며 밀도(ASTM D 1505)가 0.86~0.92 g/cm3인 에틸렌 α-올레핀 공중합체(B) 2~30중량％과의 합계 100 중량%에 대해서 조핵제(C) 0.05~0.5 중량%를 함유해 이루어지며 상기 폴리프로필렌(A)은 (i) 멜트 플로우 레이트(ASTM D 1238,230℃, 2.16kg 하중)이 5~80 g/10분의 범위에 있고 (ii) α-올레핀 함유량이 0.5~5 중량％이며 (iii) 13C-NMR 스펙트럼에서 요구되는, 전체 프로필렌 구성 단위 중의 프로필렌 모노머의 2,1-삽입 혹은 1,3-삽입에 기초한 위치 불규칙 단위의 비율이 모두 0.2％이하이며 (iv) 겔투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 구한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1~3인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다.
그러나, 식품 포장 용기로서 사용되기 위해서는, 고투명성은 물론, 저용출 특성을 가져야 하는데, 종래 문헌들의 경우 고투명성, 저용출 특성의 필요성을 인식하지 못하거나, 고투명성, 저용출 특성을 만족하지 못하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제1,183,747 호 (2012.09.11.) 일본 공개특허 제2002-275332호 (2002.09.25.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 투명성이 우수하고 유해물질의 용출을 억제하여 안전한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고, 상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 시트는 전술한 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 투명성이 우수하고, 자일렌과 같은 유해물질의 용출이 억제됨으로써 안전성이 우수한 시트를 제조할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 시트는 전술한 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조됨으로써, 투명성 및 안정성이 우수한 이점이 있다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 한 양태에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고, 상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min인 것을 특징으로 함으로써, 투명성이 우수하고, 자일렌과 같은 유해물질의 용출이 억제되어 안정성이 우수한 시트를 제조할 수 있는 이점이 있다.
프로필렌계 중합체
본 발명의 한 양태에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체를 포함하고, 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min인 것을 특징으로 한다.
상기 프로필렌계 중합체는 프로필렌과 α-올레핀의 공중합체(랜덤 PP)를 의미하며, 본 발명의 한 양태에 따르면, 폴리프로필렌 수지 조성물 내에 포함되는 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함한다. 에틸렌의 함량이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 충격강도가 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 투명도가 좋지 못하고, 자일렌에 용해 시 용출량이 증가한다.
상기 C4 내지 C8의 α-올레핀은 예를 들면 부텐-1, 헥산-1, 헵텐-1, 옥텐-1 등을 들 수 있으나, 프로필렌계 중합체의 결정화도를 낮추어 투명성을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서 상기 코모노머는 에틸렌 또는 부텐-1을 사용하는 것이 바람직할 수 있는데, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 코모노머는 에틸렌을 사용하는 것이 투명성 향상 면에 있어서 보다 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 프로필렌계 중합체는 메탈로센 촉매를 이용하여 중합되었기 때문에 제조되는 시트의 자일렌 가용분이 낮은 이점이 있다.
상기 메탈로센계 촉매는 하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018116667303-pat00001
(화학식 1에서,
M은 4족 전이금속이고;
Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 할로겐, (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C2-C20)알키닐, (C6-C20)아릴, (C1-C20)알킬, (C6-C20)아릴, (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬, (C1-C20)알킬아미도, (C6-C20)아릴아미도 또는 (C1-C20)알킬리덴이고;
R1, R2, R3 및 R4은 각각 독립적으로 수소; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C2-C20)알케닐; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)실릴이고;
R1, R2, R3 및 R4 중 2개 이상은 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있고;
R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C2-C20)알케닐; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴이고;
R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C2-C20)알케닐; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)실릴이고;
R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16 중 2개 이상은 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있다).
본 발명에 기재된 용어 「알킬」은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 1가의 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 이러한 알킬 라디칼의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 도데실 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
또한 본 발명에 기재된 용어 「사이클로알킬」은 하나의 고리로 구성된 1가의 지환족 알킬 라디칼을 의미하는 것으로, 사이클로알킬의 예는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 사이클로데실 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
또한 본 발명에 기재된 용어 「알케닐」은 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
또한 본 발명에 기재된 용어 「아릴」은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 플루오레닐, 페난트릴, 트라이페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한 본 발명에 기재된 용어 「알콕시」는 -O-알킬 라디칼을 의미하는 것으로, 여기서 '알킬'은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알콕시 라디칼의 예는 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, t-부톡시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
또한 본 발명에 기재된 용어 「할로겐」은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자를 의미한다.
상기 전이금속 화합물은 화학식 1로 표시되는 것과 같이, 실리콘 또는 알케닐렌의 브릿지그룹에 의해 서로 연결된 시클로펜타디엔 유도체 리간드와 4번 위치에 반드시 아릴이 치환된 인데닐 유도체 리간드를 포함하는 안사-메탈로센(ansa-metallocene)구조를 갖는다.
이와 같이, 상기 전이금속 화합물은 4번 위치에 아릴이 치환된 인덴 유도체 리간드를 가지고 있어 인덴의 4번 위치에 아릴기 치환되지 않은 리간드를 갖는 전이금속 화합물에 비해 보다 우수한 촉매 활성 및 공중합성을 가진다.
여기서, 상기 전이금속 화합물은 화학식 1 구조에서 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상은 수소일 수 있고, 나머지는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, (C6-C20)아릴 또는 아세탈, 케탈 또는 에테르기를 포함 또는 포함하지 않는 (C1-C20)실릴로 치환될 수 있고; 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 2개 이상은 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상은 수소이고, 나머지는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬로 치환된 것일 경우 특히, 프로필렌 또는 에틸렌을 단량체로 하는 올레핀 중합 시 활성이 우수하고 고분자량의 폴리올레핀 생산이 가능하다.
또한, 상기 메탈로센계 촉매는 상기 전이금속 화합물 중의 리간드를 추출하여 중심 금속을 양이온화 시키면서 약한 결합력을 가진 반대이온, 즉 음이온으로 작용할 수 있는 하기 화학식 2로 표시되는 단위를 포함하는 화합물, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 함유하는 조촉매 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112018116667303-pat00002
(화학식 2에서,
Al은 알루미늄이고,
O는 산소이며,
Ra는 할로겐기; 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌기이고,
n은 2 이상의 정수이다.)
[화학식 3]
Figure 112018116667303-pat00003
(화학식 3에서,
Q는 알루미늄 또는 보론이고;
Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카르빌기이다)
[화학식 4]
Figure 112018116667303-pat00004
(화학식 4에서,
[W]+는 양이온성 루이스 산; 또는 수소 원자가 결합한 양이온성 루이스 산이고,
Z는 13족 원소이고,
Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기, (C1-C20)하이드로카르빌기, 알콕시기 및 페녹시기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환된 (C6-C20)아릴기; 또는 할로겐기, (C1-C20)하이드로카르빌기, 알콕시기 및 페녹시기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환된 (C1-C20) 알킬기이다).
상기 조촉매 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 전이금속 화합물과 함께 촉매 조성물에 포함되어 상기 전이금속 화합물을 활성화시키는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 전이금속 화합물이 올레핀 중합에 사용되는 활성 촉매 성분이 되기 위하여, 전이금속 화합물 중의 리간드(Q1Q2)를 추출하여 중심금속(M)을 양이온화 시키면서 약한 결합력을 가진 반대이온, 즉 음이온으로 작용할 수 있는 상기 화학식 2로 표시되는 단위를 포함하는 화합물, 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 화학식 4 표시되는 화합물이 조촉매로서 함께 작용한다.
화학식 2로 표시되는 단위를 포함하는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 알킬알루미녹산인 것이 바람직하다. 비제한적인 예로, 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등이 있다. 상기 전이금속 화합물의 활성을 고려할 때 메틸알루미녹산이 바람직하게 사용될 수 있다.
또한 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 알킬 금속 화합물로서 특별히 한정되지 않으며, 이의 비제한적인 예로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리사이클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 트리부틸보론 등이 있다. 상기 전이금속 화합물의 활성을 고려할 때, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄 및 트리이소부틸알루미늄로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다.
화학식 4로 표시되는 화합물은 상기 전이금속 화합물의 활성을 고려할 때, 상기 [W]+가 수소 원자가 결합한 중성인 경우, 디메틸아닐리늄 양이온이고, [W]+가 중성 또는 양이온성 루이스 산인 경우, [(C6H5)3C]+이고, 상기 [Z(Rc)4]-는 [B(C6F5)4]-인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
화학식 4로 표시되는 화합물은 특별히 한정되지 않으나, [W]+가 수소 원자가 결합한 양이온성 루이스산인 경우의 비제한적인 예로는 트리에틸암모니움테트라페닐보레이트, 트리부틸암모니움테트라페닐보레이트, 트리메틸암모니움테트라페닐보레이트, 트리프로필암모니움테트라페닐보레이트, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보레이트, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보레이트, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보레이트, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보레이트, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보레이트, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보레이트, 트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보레이트, N,N-디에틸아밀리디움테트라페틸보레이트, N,N-디에틸아닐리디움테트라페닐보레이트, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플루오로페닐보레이트, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보레이트, 트리페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 트리메틸포스포늄테트라페닐보레이트, 트리페닐카보니움테트라(p-트리풀로로메틸페닐)보레이트, 트리페닐카보니움테트라펜타플루오로페닐보레이트, 디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등이 있고, [W]+가 양이온성 루이스 산인 경우의 비제한적인 예로는 트리페닐카보니움테트라페닐보레이트, 트리페닐카보니움테트라(p-톨릴)보레이트, 트리페닐카보니움테트라(o,p-디메틸페닐)보레이트, 트리페닐카보니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보레이트, 트리페닐카보니움테트라펜타플루오로페닐보레이트, 트리페닐카보니움테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등이 있다.
전술한 메탈로센계 촉매를 이용하여 α-올레핀을 중합하는 방법은 당 업계에 공시된 방법을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 출원번호 제10-2016-0156361호에 기재된 방법을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 프로필렌계 중합체의 자일렌에 대한 가용분 함량이 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.8 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.6 중량% 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 프로필렌계 중합체의 자일렌 가용분이 상기 범위 내인 경우, 안전성이 우수한 이점이 있다.
상기 자일렌 가용분은, 프로필렌계 중합체를 비등하는 자일렌에서 용해 후 가용된 무게를 측정함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 프로필렌계 중합체는 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min이고, 바람직하게는 3g/10min 내지 7g/10min, 더욱 바람직하게는 4g/10min 내지 6g/10min일 수 있다.
상기 프로필렌계 중합체의 용융지수가 상기 범위 내인 경우 제품의 압출 공정에서 불량율이 증가하는 현상이 억제되고, 공정상의 문제로 생산이 불가한 문제를 억제할 수 있는 이점이 있다.
상기 프로필렌계 중합체는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물 전체 90 내지 99.95 중량%, 바람직하게는 92 내지 99.5 중량%, 더욱 바람직하게는 95 내지 99.5 중량%로 포함될 수 있다.
상기 프로필렌계 중합체가 상기 범위 내로 포함되는 경우 투명성이 우수하며 강성의 저하를 억제할 수 있는 이점이 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 프로필렌계 중합체는 메탈로센 촉매를 이용하여 제조되었기 때문에, 자일렌 가용분이 낮은 제품의 제조가 가능하며, 투명성이 우수하고, 강성이 우수하며, 공정성이 우수한 이점이 있다.
노니톨계 핵제
본 발명의 한 양태에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 투명성을 향상시키기 위해 노니톨계 핵제를 포함한다. 이와 같이, 노니톨계 핵제를 포함하는 경우 상기 노니톨계 핵제가 결정의 크기를 작게 하여 빛의 산란을 억제함으로 투명성이 향상됨은 물론 결정화도가 향상되어 기계적 물성 또한 향상되는 이점이 있다.
상기 프로필렌계 중합체와 같은 폴리프로필렌 수지의 투명성을 높이기 위해 종래에 일반적으로 많이 사용되는 핵제인 유기 인산 에스테르 금속염계의 핵제 또는 소비톨계의 핵제는 결정 입자 크기를 줄이는 데 한계가 있어 투명도 향상에도 한계가 있다. 또한, 기존의 유기 인산 에스테르 금속염계의 핵제 또는 소비톨계의 핵제 등을 과량, 예컨대, 프로필렌계 중합체 전체 100 중량% 기준으로 0.2 중량% 이상을 첨가할 경우에는 불쾌한 냄새가 심해지는 문제점이 있다. 반면에, 본 발명에서 사용하는 노니톨계 핵제는 폴리프로필렌 수지 조성물의 결정 입자 크기를 획기적으로 줄여주고 과량 처방시도 불쾌한 냄새 발생이 적어서 충분한 함량으로 월등히 향상된 투명도 확보가 가능하다.
상기 노니톨계 핵제는 당 업계에서 사용되는 노니톨계 핵제를 특별한 제한 없이 사용할 수 있지만, 일 예를 들면 다가 알코올과 방향족 알데히드의 농축 생성물인 아세탈 화합물을 포함할 수 있고, 이 때 상기 다가 알코올은 예를 들면 1,2,3-trideoxynonitol일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 노니톨계 핵제는 보다 구체적으로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-을 포함할 수 있으며, 그 함량은 0.05 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.8 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.5 중량%% 포함될 수 있다.
상기 노니톨계 핵제의 함량이 상기 범위 내인 경우 결정의 크기 감소 효과가 충분하여 투명성이 우수한 시트의 제조가 가능한 이점이 있다.
이론에 의해 제한되는 것을 바라지는 않으나, 기존에 알려진 소르비톨계 핵제는 통상적으로 일정 함량(예컨대, 2,000ppm) 이상부터는 더 이상 폴리프로필렌 수지에 흡수되지 않고 표면으로 이행되는 특성을 가지고 있으나, 노니톨계 핵제, 특히 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌] 노니톨의 경우 독특한 화학 구조로 인해 폴리프로필렌 수지에 흡수될 수 있는 함량이 많으며, 핵제 첨가로 인한 결정 크기가 월등히 작기 때문에 뛰어난 투명도를 확보할 수 있는 이점이 있다. 이때, 상기 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌] 노니톨은 폴리프로필렌 수지 내에서 미세한 섬유상(fiber)을 가지게 되는데, 이 섬유상(fiber) 구조가 폴리프로필렌의 라멜라(lamella) 결정 입자를 더욱 작게 만들어 준다.
첨가제
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 노니톨계 핵제 이외의 유기계 핵제, 무기계 핵제, 산화방지제 및 중화제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 상기 노니톨계 핵제 외에 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 유기계 핵제, 무기계 핵제를 추가로 포함하여도 무방하다.
상기 유기계 핵제는 아연 및 칼슘염 화합물, 솔비톨계 화합물, 인산 에스테르계 화합물 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 무기계 핵제는 탈크 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 유기계 핵제, 무기계 핵제의 함량을 본 발명에서 한정하지는 않는다. 구체적으로 상기 유기계 핵제, 무기계 핵제는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 적절히 추가하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 인계 산화방지제 및 페놀계 산화방지제 등의 상화방지제를 포함할 수 있으며, 상기 프로필렌계 중합체에 대하여 상기 인계 산화방지제는 0.01 내지 0.5 중량%, 상기 페놀계 산화방지제는 0.01 내지 0.5 중량% 포함될 수 있다. 바람직하게는 상기 인계 산화방지제는 0.05 내지 0.15 중량%, 상기 페놀계 산화방지제는 0.05 내지 0.2 중량% 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 인계 산화방지제는 0.07 내지 0.15 중량%, 상기 페놀계 산화방지제는 0.07 내지 0.15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 인계 산화방지제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 가공 시 폴리프로필렌 수지, 요컨대 프로필렌계 중합체 자체의 열분해가 발생하여 물성에 악영향을 끼치는 현상을 억제할 수 있고, 성형 후에도 색상변화가 없는 이점이 있다.
상기 인계 산화방지제에 상기 페놀계 산화방지제를 혼합 처방하는 경우, 상기 페놀계 산화방지제의 함량이 상기 범위 내인 경우 항복응력과 같은 폴리프로필렌 수지의 물성과, 성형 과정에서 색상변화에 영향을 주지 않으면서도 목적하는 효과가 극대화되는 이점이 있다.
상기 인계 산화방지제 및 상기 페놀계 산화방지제는 특별히 한정하지 않으며, 일반적으로 사용되고 있는 것으로부터 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 다만, 최적 수준의 기계적 물성 유지 측면에서, 상기 인계 산화방지제는 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 상기 페놀계 산화방지제는 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에는 폴리프로필렌 수지, 요컨대 프로필렌계 중합체 중의 잔사 촉매를 중화하기 위하여 중화제를 상기 프로필렌계 중합체에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.1 중량%로 포함할 수 있다.
상기 중화제로는 스테아르산 리튬, 스테아르산 칼슘, 스테아르산 나트륨 등의 지방산 금속염이나, 에틸렌비스스테아로아미드, 스테아린산아미드 등의 지방산 아미드를 들 수 있으며, 다만, 최적 수준의 기계적 물성 유지 측면에서 스테아르산 칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.
그 밖에, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물에는 통상적으로 사용되는 대전방지제, 안티블럭킹제, 슬립제, 내광안정제, 내후제, 윤활제, 가공조제, 금속 비누, 착색제(카본 블랙, 산화티탄 등의 안료), 발포제, 항균제, 가소제, 난연제, 가교제, 가교조제, 고휘도화제가 최종 제조되는 폴리프로필렌 수지 조성물과 상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 제조되는 시트의 기계적 물성을 저하시키지 않는 범위에서 첨가될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물에 포함되는 상기 성분들의 혼합 및 압출은 당업계에 알려진 통상의 방법에 따를 수 있다.
예컨대, 1축 압출기, 2축 압출기, 밴 배리 믹서, 열 롤 등의 혼련기를 이용하는 방법 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일례로, 상기 프로필렌계 중합체, 노니톨계 핵제와 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 필요한 양으로 헨젤 믹서에 투입시키고, 헨셀 믹서를 300~700rpm 조건으로 0.5 내지 3분, 1,200 내지 1,800rpm 조건에서 0.1 내지 2분 동안 혼합하고 다시 300 내지 700rpm 조건으로 혼합하면서 샘플을 밖으로 토출하는 방법으로 총 2 내지 8분 동안 충분히 혼합한 후, 가공 온도는 160 내지 230℃, 바람직하게는 180 내지 220℃로 L/D가 25 이상인 단축 압출기, 다축 압출기, 니더 또는 벤버리 믹서 등을 이용하여 제조할 수 있다. 바람직하게는 압출기의 성형 온도가 160 내지 220℃이고 압출기의 성형 속도는 300 내지 500rpm인 가공 조건에서 L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기와 사이드 피더를 이용하여 펠렛 형태의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명에서 얻어지는 폴리프로필렌 수지 조성물의 형상으로는 예를 들면 스트랜드상, 시트상, 평판상, 스트랜드를 적당한 길이로 재단한 펠릿상 등을 들 수 있다. 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형 가공에 적용하기 위해서는 얻어진 성형체의 생산 안전성의 관점에서 형상으로서 바람직하게는 길이가 1~50mm의 펠릿상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은, ASTM D1003 평가법에 따라 23℃, 50% 상대습도 하에서 측정한 두께 0.3mm 시편의 흐림도가 3% 이하, 바람직하게는 2.5% 이하, 더욱 바람직하게는 2.3% 이하일 수 있다.
본 발명에 있어서, "투명성이 우수한"은, "흐림도가 낮은"것으로 이해될 수 있다. 요컨대, 본 발명에 따른 시트는 흐림도가 상기 범위를 나타내기 때문에 투명성이 우수하다.
상기 흐림도는 ASTM D1003 평가법에 따라 23℃, 50% 상대습도에서 측정된다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고, 상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min이기 때문에, 투명성이 우수하면서도 낮은 용출 특성을 가지는 시트 및 식품 포장 용기의 제조가 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조되는 시트는 인장강도, 굴곡탄성률이 우수하면서도 투명성, 흐림도가 우수하여 다양한 용도의 식품 용기, 상품 보관 용기 용도로 사용될 수 있으며, 그 중에서도 열성형용 또는 톰슨 가공용 시트의 재료로서 효과적으로 사용될 수 있다.
시트
본 발명의 다른 양태는 전술한 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 시트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 시트는, 고투명이면서 저용출 특성을 보이기 때문에 안전성이 우수하여 다양한 용도의 식품 용기, 상품 보관 용기의 용도로 사용이 가능하다.
상기 시트의 제조 방법은, 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 당업계에서 통상적으로 수행되는 방법을 적용할 수 있다.
예컨대, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형온도 160 내지 220℃의 압출기를 이용하여 T-다이를 통해 제조할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다이 온도는 예컨대 중앙부 200 내지 230 ℃에서 끝부분 200 내지 250 ℃로 상승시켜 시트의 형태로 성형할 수 있다.
압출 다이의 온도가 200℃ 미만이면 폴리프로필렌 수지의 용융이 부족하여 성형성이 부족할 수 있으며, 250℃ 초과이면 고분자의 분해가 발생하여 물성의 저하가 일어날 수 있다. 압출 다이의 크기는 폭 800mm 이고 두께 3mm 이지만 상기의 크기에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 시트는 자일렌에 대한 가용분 함량이 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.8 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 시트의 자일렌 가용분이 상기 범위 내인 경우, 용출에 대한 안전성이 우수한 이점이 있으며, 이로 인하여 식품 용기로서의 활용이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 시트는 ASTM D1003 평가법에 따라 23℃, 50% 상대습도 하에서 측정한 두께 3mm 시편의 흐림도가 3% 이하, 바람직하게는 2.5% 이하, 더욱 바람직하게는 2.3% 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 시트는, 저용출 특성을 가지면서도 투명성이 우수한 이점이 있어 각종 보관 용기로 사용이 가능하며, 특히 안전성이 우수하여 식품 포장 용기로서 사용이 가능하다.
본 발명에 따른 시트는, 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고, 상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 1 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 1g/10min 내지 8g/10min인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 제조되기 때문에 투명성이 우수하고, 저용출 특성을 나타내는 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 및 비교예 : 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조
메탈로센계 촉매
글로브 박스 안에서 쉴렌크 플라스크(100ml)에 실리카(제조사: Grace, 제품명: XPO-2412, 2.0g)를 담은 다음, 여기에 무수 톨루엔 용액 10㎖를 첨가하였다. 여기에, 10℃에서 메틸알루미녹산(톨루엔 중 메틸알루미녹산 10중량% 용액, Al 기준 15mmol, 제조사: Albemarle) 약 10.2㎖를 천천히 적가하고, 0℃에서 약 1시간 동안 교반하였고, 그 후 70℃로 승온시켜 3시간 동안 교반하고 25℃로 식혔다. 이에 의해 실라카 및 메틸알루미녹산을 포함하는 용액을 준비하였다.
이와 별도로, 글로브 박스 안에서 화학식 1의 전이금속 화합물(4-부틸-2-메틸시클로펜타디에닐 디메틸실릴 2-메틸-4-(4-t-부틸페닐)인데닐 지르코늄 디클로라이드, 100μmol)을 또 다른 100ml 쉴렌크 플라스크에 담아 글로브 박스 밖으로 꺼낸 다음, 무수 톨루엔 용액 10㎖를 첨가하였다. 이때, 화학식 1의 전이금속 화합물의 합성은, 한국 공개특허 제2018-0058249호를 참고로 합성하였다.
여기에, 10℃에서 상기 전이금속 화합물을 포함하는 용액을 상기 실리카 및 메틸알루미녹산을 포함하는 용액에 천천히 가하였고, 그 후 70℃로 승온시켜 1시간 동안 교반한 후, 25℃로 식혀 약 24시간 동안 교반하였다. 이후 얻어진 반응 결과물을 진공에서 건조시켜 자유 유동의 담지 촉매 2.70g을 얻었다.
지글러 - 나타계 촉매
지글러-나타계 촉매는 화학식 1의 전이금속 화합물 대신 미쓰이의 다이이서 촉매인 RH560을 사용한 것을 제외하고는 메탈로센계 촉매와 동일한 방법으로 담지 촉매를 제조하였다.
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 제조
중합 반응기에 프로필렌과 에틸렌을 동시에 넣고 트리에틸 알루미늄, 전술한 메탈로센계 촉매 또는 지글러-나타계 촉매 및 실레인계 전자 공여자(Dimethyl 4-butyl-2-methylcyclopentadienyl chlorosilane)를 주입하고 70℃의 반응온도 및 33기압 하에서 슬러리 벌크 중합을 60분 동안 실시하여 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체를 제조하였고 이때, 수소에 의해 용융지수를 조절하였다.
실시예 1
(a) 메탈로센계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 7g/10min, 에틸렌 함량이 전체 공중합체 100 중량%에 대하여 2 중량%인, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 100 중량%에 대해, (b) 핵제로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]- 0.3 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
실시예 2
(a) 메탈로센계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 7g/10min, 에틸렌 함량이 전체 공중합체 100 중량%에 대하여 2 중량%인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 100 중량%에 대해, (b) 핵제로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]- 0.4 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
비교예 1
(a) 지글러-나타계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 5g/10min이고, 공중합체 전체 100 중량%에 대하여 에틸렌 함량이 3 중량%인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 100 중량%에 대해, (b) 핵제로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]- 0.3 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
비교예 2
(a) 지글러-나타계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 5g/10min이고, 전체 공중합체 100 중량%에 대하여 에틸렌 함량이 3 중량%인, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 100 중량%에 대해, (b) 핵제로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]- 0.4 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
비교예 3
(a) 메탈로센계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 6g/10min인 폴리프로필렌 100 중량%에 대해, (b) 핵제로 nonitol, 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]- 0.4 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
비교예 4
(a) 메탈로센계 촉매를 사용하여 제조되고, 용융지수가 230℃ 및 2.16kg 하중에서 7g/10min이고, 에틸렌 함량이 전체 공중합체 100 중량%에 대하여 2 중량%인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 100중량%에 대해, (b) 핵제로 1,3:2,4-bis-o-(3,4-dimethylbenzylidene)-d-sorbitol 0.4 중량%, (c) 인계 산화방지제로 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1 중량%, 페놀계 산화방지제로 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 0.1 중량% 및 중화제로 스테아르산 칼슘 0.05 중량%를 헨셀믹서에 투입하여 충분히 믹싱한 후, 압출기 성형온도 200℃에서 성형하고, L/D가 40인 40mm 동방향 이축 압출기를 이용하여 폴리프로필렌 펠렛으로 제조하였다.
실험예
실시예 및 비교예에 따라 제조된 펠렛 상의 폴리프로필렌 수지 조성물을 성형사출기로 사출하여 물성 측정 시편을 제조하고, 시트 성형품은 압출성형기를 이용하여 제조하였다. 제조된 각각의 시편과 시트에 대하여 자일렌 가용분, 인장강도, 굴곡탄성율, 흐림도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 자일렌 가용분
실시예 및 비교예에 따라 제조된 펠렛 상의 폴리프로필렌 수지 조성물을 비등하는 자일렌에서 용해 후 가용된 무게를 측정하였다.
(2) 인장강도
ASTM 평가법 D638법에 따라 23℃, 50% 상대습도에서 사출시편을 측정하였다.
(3) 굴곡탄성율
ASTM 평가법 D790법에 따라 23℃, 50% 상대습도에서 사출시편을 측정하였다.
(4) 흐림도
ASTM 평가법 D1003법에 따라 23℃, 50% 상대습도에서 압출된 시트시편를 측정하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
자일렌가용분
[중량%]		 0.3 0.4 4.7 5.0 0.2 0.4
인장강도[kgf/cm²] 300 300 300 310 360 310
굴곡탄성률[kgf/cm²] 13,500 13,700 13,700 13,700 17,000 13,800
흐림도[%] 2.2 1.9 6.0 5.2 5.8 4.9
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 및 실시예 2는 자일렌 가용분이 낮아 식품용기나 용출에 민감한 제품에 사용하기 적합하며, 특히 흐림도가 매우 낮은 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있다.
그러나, 지글러-나타계 촉매를 사용한 비교예 1의 경우 자일렌 가용분이 높은 것을 알 수 있고, 비교예 2는 핵제를 추가 첨가하였음에도 흐림도 개선의 효과가 적은 단점이 있음을 알 수 있다. 비교예 3은 메탈로센계 촉매를 사용하였으나, 중합공정상 에틸렌이 포함되지 않아 흐림도가 높은 것을 알 수 있으며, 비교예 4는 다른 계열의 핵제를 사용하여 흐림도가 개선되지 않은 문제점이 있다.

Claims (7)

  1. 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌계 중합체 및 노니톨계 핵제를 포함하고,
    상기 프로필렌계 중합체는 에틸렌 또는 C4 내지 C8의 α-올레핀 중에서 선택된 1종 이상의 코모노머를 2중량% 내지 4중량%로 포함하며, 230℃, 2.16kg 하중의 조건 하에서, 용융지수가 3g/10min 내지 7g/10min인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노니톨계 핵제는 노니톨, 1,2,3-트리데옥시-4,6:5,7-비스-O-[(4-프로필페닐)메틸렌]-(nonitol,1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]-)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노니톨계 핵제는 0.05 내지 1 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코모노머는 에틸렌인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로필렌계 중합체의 자일렌에 대한 가용분 함량이 1 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지 조성물은, ASTM D1003 평가법에 따라 23℃, 50% 상대습도 하에서 측정한 두께 3mm 시편의 흐림도가 3% 이하인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하는 시트.
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