KR19990024631A - Polymer composition comprising a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and method for producing a packaging film using the same - Google Patents

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김성철
이상영
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윤덕용
한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물 및 그를 이용한 포장용 필름의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 고분자 조성물은 폴리올레핀 60 내지 95중량%, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제 1 내지 15중량%를 포함하며, 포장용 필름의 재료로 이용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론을 혼합하거나 혼합 후 용융 혼합하여 건조 또는 용융 블렌드를 제조하고, 폴리올레핀, 전기 공정에서 제조한 에텔렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 또는 용융 블렌드 및 상용화제를 혼합하고, 원형 블로운 필름 다이가 부착된 스크류 압출기를 이용하여 가공하고 연신하여 포장용 필름을 제조한다. 본 발명의 고분자 조성물은 산소를 포함한 가스류 및 톨루엔과 같은 유기 용매류에 대한 차단성이 우수할 뿐만 아니라, 인장강도, 인장탄성율 및 신장도 등 기계적 물성이 우수하며, 경제적이다.The present invention relates to a polymer composition comprising a blend of a polyolefin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and a compatibilizer, and a method for producing a packaging film using the same. The polymer composition of the present invention comprises 60 to 95% by weight of polyolefin, 5 to 35% by weight of a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and 1 to 15% by weight of a compatibilizer, and may be used as a material for a packaging film. According to the present invention, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon are mixed or mixed and melt mixed to prepare a dry or melt blend, and a polyolefin, a dry or melt blend of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon prepared in an electrical process And a compatibilizer are mixed and processed and stretched using a screw extruder with a circular blown film die to prepare a packaging film. The polymer composition of the present invention not only has excellent barrier properties against gases including oxygen and organic solvents such as toluene, but also has excellent mechanical properties such as tensile strength, tensile modulus and elongation, and is economical.

Description

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드를 포함하는 고분자 조성물 및 그를 이용한 포장용 필름의 제조방법Polymer composition comprising a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and method for producing a packaging film using the same

본 발명은 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물 및 그를 이용한 포장용 필름의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 각종 가스 및 유기 용매에 대한 차단성(barrier properties) 및 기계적 물성이 우수한 폴리올레핀 60 내지 95중량%, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제 1 내지 15중량%를 포함하는 고분자 조성물 및 그를 이용한 포장용 필름의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer composition comprising a blend of a polyolefin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and a compatibilizer, and a method for producing a packaging film using the same. More specifically, the present invention provides 60 to 95% by weight of polyolefin having excellent barrier properties and mechanical properties to various gases and organic solvents, 5 to 35% by weight of a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and commercialization. It relates to a polymer composition comprising 1 to 15% by weight and a method for producing a packaging film using the same.

폴리올레핀은 수분을 포함하는 액체들과 극히 제한된 수의 유기 용매에 대한 차단성이 높고, 가공성, 경제성 및 안정성 등이 우수하여, 포장용 재료로서 이용되어 왔다. 그러나, 각종 가스류(산소, 이산화탄소, 향기) 및 일부 유기 용매에 대한 차단성이 낮아, 포장용 재료로서의 이용 범위가 극히 제한되는 단점이 있었다. 따라서, 이러한 폴리올레핀의 단점을 해결하기 위해 폴리올레핀에 에틸렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH, ethylene-vinyl alcohol copolymer), 나일론(nylon) 또는 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidene chloride) 등과 같은 차단성이 우수한 수지를 블렌딩하거나 적층시킨 포장용 재료의 개발에 관한 연구가 계속되어 왔다.Polyolefin has been used as a packaging material because of its high barrier property against liquids containing water and an extremely limited number of organic solvents, and excellent processability, economy and stability. However, the barrier properties to various gases (oxygen, carbon dioxide, fragrance) and some organic solvents are low, and the range of use as a packaging material is extremely limited. Therefore, in order to solve the disadvantage of the polyolefin, blending resins having excellent barrier properties such as ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH, ethylene-vinyl alcohol copolymer), nylon (nylon) or polyvinylidene chloride (polyvinylidene chloride) Research on the development of packaging materials laminated or laminated has been continued.

예를 들면, 미합중국 특허 제 4, 410, 482호 및 제 4, 444, 817호에는 폴리올레핀 및 차단성이 우수한 나일론의 적층 물품 및 그의 자동차용 연료 탱크를 포함하는 액체 탄화수소류의 용기로서의 용도가 개시되어 있다. 그러나, 전기적층 물품은 가스류, 특히 산소 가스에 대한 차단성이 낮은 문제점이 있었다.For example, US Pat. Nos. 4, 410, 482 and 4, 444, 817 disclose the use of liquid hydrocarbons as containers including laminated articles of polyolefins and nylon with excellent barrier properties and their fuel tanks for automobiles. It is. However, the electrical layer article has a problem of low shielding against gas flows, especially oxygen gas.

한편, 유럽 특허공개 제 15556호에는 폴리올레핀 및 차단성이 우수한 폴리비닐알코올 또는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체의 적층 물품이 개시되어 있다. 그러나, 전기 적층 물품은 가스류 및 탄화수소류에 대한 차단성은 개선되었으나, 가격이 상당히 비싸고 신장도가 낮은 문제점이 있었다. 따라서, 각종 가스류 및 탄화수소류에 대한 차단성 및 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 경제성이 있는 포장용 재료를 개발하여야 할 필요성이 절실히 요구되어 왔다.On the other hand, European Patent Publication No. 15556 discloses a laminated article of polyolefin and polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer having excellent barrier properties. However, the electrically laminated articles have improved barrier properties against gases and hydrocarbons, but have a problem that the price is quite expensive and the elongation is low. Therefore, there is an urgent need to develop a packaging material having excellent barrier properties and mechanical properties to various gases and hydrocarbons as well as economical efficiency.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래의 폴리올레핀 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 또는 나일론을 포함하는 포장용 재료가 갖는 문제점을 해결하고자 예의 연구노력한 결과, 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 수지를 건조 블렌딩(dry blending) 또는 용융 블렌딩(melt blending)하여 제조한 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물이 각종 가스류 및 탄화수소류에 대한 차단성 및 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 경제성이 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the problems of the packaging materials including the conventional polyolefin and ethylene-vinyl alcohol copolymer or nylon, and as a result, dry blending of the polyolefin, ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon resin ( It is confirmed that the polymer composition including the blend and the compatibilizer prepared by dry blending or melt blending has excellent barrier properties and mechanical properties to various gases and hydrocarbons, as well as being economical. To complete.

결국, 본 발명의 목적은 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물을 제공하는 것이다.After all, it is an object of the present invention to provide a polymer composition comprising a blend of a polyolefin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and a compatibilizer.

본 발명의 다른 목적은 상기 고분자 조성물을 이용한 포장용 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention to provide a method for producing a packaging film using the polymer composition.

이하, 본 발명에 의한 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올의 공중합체와 나일론의 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물 및 그를 이용한 포장용 필름의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, a polymer composition comprising a blend of a polyolefin, an copolymer of ethylene-vinyl alcohol and nylon, and a compatibilizer according to the present invention, and a method for producing a packaging film using the same will be described in more detail.

본 발명의 고분자 조성물은 폴리올레핀 60 내지 95중량%, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제(compatibilizer) 1 내지 15중량%를 포함한다.The polymer composition of the present invention comprises 60 to 95% by weight polyolefin, 5 to 35% by weight blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon and 1 to 15% by weight compatibilizer.

상기에서 폴리올레핀으로는 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등이 사용되고, 그중 폴리올레핀이 가장 바람직하며, 고밀도, 중밀도 또는 저밀도 폴리올레핀 모두가 가능하다. 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드로는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 5 내지 95중량%, 바람직하게는 40 내지 80중량%와 나일론 5 내지 95중량%, 바람직하게는 20 내지 60중량%의 건조 또는 용융 블렌드가 사용되며, 이 중 용융 블렌드가 보다 바람직하다. 한편, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체로는 에틸렌 25 내지 40중량% 및 비닐 알코올 60 내지 75중량%의 혼성(random) 공중합체가 바람직하고, 나일론으로는 나이론 6 또는 나일론 66이 바람직하다. 상용화제로는 폴리올레핀 주사슬 또는 곁가지사슬에 0.1 내지 5중량%의 카르복실 부분의 포함하는 단량체가 결합된 알킬카르복실-치환 폴리올레핀이 사용된다. 이 때, 카르복실 부분을 포함하는 단량체란 이중결합을 가지는 산류, 에스테르류, 무수물류 또는 염류를 의미하는데, 구체적인 예로는 퓨마르산(fumaric acid) 또는 무수말레산(maleic anhydride)이 있으며, 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등이 사용되고, 그 중 폴리에틸렌이 가장 바람직하며, 고밀도, 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌 모두가 가능하다. 전기 상용화제의 가장 바람직한 예는 0.1중량5의 무수말레산이 그라프팅(grafting)된 선형 저밀도 폴리에틸렌이다.As the polyolefin, polyolefin, polypropylene, polybutylene, and the like are used. Among them, polyolefin is most preferable, and high density, medium density or low density polyolefin can be used. The blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon is 5 to 95% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer, preferably 40 to 80% by weight and 5 to 95% by weight of nylon, preferably 20 to 60% by weight of drying. Or melt blends are used, of which melt blends are more preferred. On the other hand, the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably a hybrid copolymer of 25 to 40% by weight of ethylene and 60 to 75% by weight of vinyl alcohol, and nylon 6 or nylon 66 is preferable as the nylon. As the compatibilizer, an alkylcarboxyl-substituted polyolefin having a monomer containing 0.1 to 5% by weight of a carboxyl moiety in the polyolefin main chain or branched chain is used. In this case, the monomer including the carboxyl moiety means acid, ester, anhydride, or salt having a double bond, and specific examples thereof include fumaric acid or maleic anhydride. Polyethylene, polypropylene, polybutylene and the like are used, of which polyethylene is most preferred, and high density, medium density or low density polyethylene is possible. The most preferred example of an electrical compatibilizer is linear low density polyethylene grafted with 0.15 wt. Maleic anhydride.

본 발명의 고분자 조성물을 이용한 포장용 필름의 제조방법을 공정에 따라 설명하면 다음과 같다:Referring to the manufacturing method of the packaging film using the polymer composition of the present invention according to the process as follows:

제1공정: 블렌드의 제조Step 1: Preparation of the Blend

건조 블렌드의 경우에는, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 5 내지 95중량%, 바람직하게는 40 내지 80중량%와 나일론 5 내지 95중량%, 바람직하게는 20 내지 60중량%를 상온, 상압에서 혼합하여 제조하며, 용융 블렌드의 경우에는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 5 내지 95중량%, 바람직하게는 40 내지 80중량%와 나일론 5 내지 95중량%, 바람직하게는 20 내지 60중량%를 상온, 상압에서 혼합하고, 나일론의 융점(melting point) 이상에서 용융 혼합하여 제조한다. 이때, 용융 혼합은 이축 스크류 압출기를 이용하여, 200 내지 240℃(영역(zone)1)-210 내지 250-℃(영역 2)-220 내지 260℃(영역 3)-220 내지 260℃(다이(die))의 가공온도 및 20 내지 60rpm의 회전 속도로 수행하는 것이 바람직하다.In the case of a dry blend, 5 to 95% by weight, preferably 40 to 80% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer and 5 to 95% by weight of nylon, preferably 20 to 60% by weight, are prepared by mixing at room temperature and atmospheric pressure. In the case of a melt blend, 5 to 95% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer, preferably 40 to 80% by weight and 5 to 95% by weight of nylon, preferably 20 to 60% by weight are mixed at room temperature and atmospheric pressure. , Prepared by melt mixing at the melting point of the nylon (melting point) or more. At this time, the melt mixing is carried out using a twin screw extruder, 200 to 240 ℃ (zone 1) -210 to 250- ℃ (zone 2) -220 to 260 ℃ (zone 3) -220 to 260 ℃ (die ( die)) and a rotational speed of 20 to 60 rpm.

제2공정: 포장용 필름의 제조Second Step: Preparation of Packaging Film

폴리올레핀 60 내지 95중량%, 전기 공정에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제 1 내지 15중량%를 혼합하고, 원형 블로운 필름 다이가 부착된 스크류 압출기를 이용하여, 160 내지 200℃(영역 1)-200 내지 240℃(영역 2)-220 내지 260℃(다이)의 가공온도 및 40 내지 80rpm의 회전 속도로 가공하고, 연신하여 포장용 필름을 제조한다.60-95 weight percent polyolefin, 5 to 35 weight percent blend of nylon and ethylene-vinyl alcohol copolymer prepared in the above process, and 1 to 15 weight percent compatibilizer, and a screw extruder with a circular blown film die It is processed at a processing temperature of 160 to 200 ° C (zone 1) -200 to 240 ° C (zone 2) -220 to 260 ° C (die) and a rotational speed of 40 to 80 rpm, and stretched to prepare a packaging film.

전기에서, 스크류 압출기로는 용융된 혼합물의 균질화를 최소화하기 위하여, 저전단 및 저혼합의 일축 스크류 압출기(single screw extruder)를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 연신을 일축 또는 이축 어느 것이나 가능하다.In the former, it is preferable to use a low shear and low mixing single screw extruder to minimize homogenization of the molten mixture as the screw extruder. In addition, either uniaxial or biaxial stretching is possible.

본 발명의 고분자 조성물을 이용하여 제조한 포장용 필름은 연속상(matrix)인 폴리올레핀 내에 분산상(domain)인 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드가 다수의 얇고 이차원이며 평행하고 중복된 판상구조(laminarmorphology) 형태로 존재하며, 상용화제는 전기 폴리올레핀과 블렌드의 계면에 골고루 분포되어, 판상 구조의 형태를 유지하도록 한다. 이 때, 전기 블렌드가 건조 블렌드인 경우에는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 각각 독립된 분산상으로 존재하여 각 수지의 상대적 중량에 대략 선형적으로 비례하는(linearly proportional) 물성을 나타내나, 용융 블렌드인 경우에는 블렌드 자체로서 하나의 분산상으로 존재하여 각 수지와는 독립된 물성을 나타내게 된다.The packaging film prepared using the polymer composition of the present invention has a plurality of thin, two-dimensional, parallel and overlapping lamellar morphologies in which a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, which is a dispersed domain, in a polyolefin, which is a continuous phase, is nylon. ) And compatibilizers are evenly distributed at the interface between the polyolefin and the blend to maintain the shape of the plate-like structure. In this case, when the electric blend is a dry blend, each of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon is present as a separate dispersed phase, and exhibits a substantially linearly proportional physical property to the relative weight of each resin. In this case, as the blend itself, it exists as one dispersed phase and exhibits physical properties independent of each resin.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

이들 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples according to the gist of the present invention.

[실시예 1]Example 1

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(I)Preparation of Packaging Films Containing Dry Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (I)

폴리에틸렌 백(bag) 내에서 밀도가 1.19g/㎤이고 용융수지가 1.3g/10분인 에틸렌 32몰% 및 비닐 알코올 68몰%의 공중합체(Kuraray Co., Ltd., 일본) 75중량% 및 밀도가 1.14g/㎤인 나일론 6(동양나일론(주), 한국) 25중량%를 상온, 상압에서 혼합하여 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 6의 건조 블렌드를 제조하였다. 이어, 밀도가 0.922g/㎤이고 용융지수가 0.3g/10분인 저밀도 폴리에틸렌((주)LG화학, 한국) 74.1중량%, 전기에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 6의 건조 블렌드 18.5중량% 및 용융지수가 6.2g/10분인 0.1중량%의 무수말레산이 그라프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(Mitsui Petrochemical Industries Ltd., 일본) 7.4중량%를 혼합하였다. 그런 다음, 원형 블로운 필름 다이(안지름=75.4mm, 다이 갭 두께=1mm)가 부착된 일측 스크류 압출기(L/D=20, Brabender Plasticorder-3/4 inch, 독일)를 이용하여, 180℃(영역 1)-220℃(영역 2)-240℃(다이)의 가공온도 및 60rpm의 회전 속도로 가공하고 이축 연신하여 포장용 필름을 제조하였다.75% by weight and density of copolymer of 32 mol% ethylene and 68 mol% vinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd., Japan) having a density of 1.19 g / cm 3 and a melt of 1.3 g / 10 min in a polyethylene bag A dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 6 was prepared by mixing 25 wt% of nylon 6 (Dongyang Nylon Co., Ltd., Korea) having a value of 1.14 g / cm 3 at room temperature and atmospheric pressure. Next, 74.1% by weight of low density polyethylene (LG Chemical Co., Ltd.) with a density of 0.922 g / cm 3 and a melt index of 0.3 g / 10 min., 18.5 weight of dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 6 prepared before. % And 7.4 wt% of linear low density polyethylene (Mitsui Petrochemical Industries Ltd., Japan) grafted with 0.1 wt% maleic anhydride with a melt index of 6.2 g / 10 min. Then, using a single screw extruder (L / D = 20, Brabender Plasticorder-3 / 4 inch, Germany) with a circular blown film die (inner diameter = 75.4 mm, die gap thickness = 1 mm), 180 ° C. ( The packaging film was produced by biaxial stretching by processing at a processing temperature of zone 1) -220 ° C. (zone 2) -240 ° C. (die) and a rotational speed of 60 rpm.

[실시예 2]Example 2

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(II)Preparation of Packaging Films Containing Dry Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (II)

에틸렌-비닐 알코올 공중합체 50중량% 및 나일론 6 50중량%를 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.A packaging film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 50% by weight of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and 50% by weight of nylon 6 were mixed.

[실시예 3]Example 3

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(III)Preparation of Packaging Films Containing Dry Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (III)

에틸렌-비닐 알코올 공중합체 25중량% 및 나일론 6 75중량%를 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.A packaging film was prepared in the same manner as in Example 1, except that 25% by weight of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and 75% by weight of nylon 6 were mixed.

[비교 실시예 1]Comparative Example 1

에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 함유하는 포장용 필름의 제조Preparation of Packaging Films Containing Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer

밀도가 0.922g/㎤이고 용융지수가 0.3g/10분인 저밀도 폴리에티렌 74.1중량%, 밀도가 1.19g/㎤이고 용융지수가 1.3g/10분인 에틸렌 32몰% 비닐 알코올 68몰%의 공중합체 18.5중량% 및 용융지수가 6.2g/10분인 0.1중량%의 무수말레산이 그라프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌 7.4중량%를 혼합하였다. 그런 다음, 원형 블로운 필름 다이가 부착된 일축 스크류 압출기를 이용하여, 180℃(영역(zone) 1) 220℃(영역 2)-240℃(다이)(die))의 가공온도 및 60rpm의 회전속도로 가공하고 이축 연신하여, 포장용 필름을 제조하였다.A copolymer of 74.1% by weight of low density polystyrene having a density of 0.922 g / cm 3 and a melt index of 0.3 g / 10 min, and 68 mol% of ethylene 32 mol% vinyl alcohol having a density of 1.19 g / cm 3 and a melt index of 1.3 g / 10 min. 18.5 wt% and 7.4 wt% of linear low density polyethylene grafted with 0.1 wt% maleic anhydride with a melt index of 6.2 g / 10 min. Then, using a single screw extruder with a round blown film die, a processing temperature of 180 ° C. (zone 1) 220 ° C. (zone 2) -240 ° C. (die) and rotation of 60 rpm The film was processed at a speed and biaxially stretched to prepare a packaging film.

[비교 실시예 2]Comparative Example 2

나일론을 함유하는 포장용 필름의 제조Preparation of Packaging Films Containing Nylon

에틸렌-비닐 알코올 공중합체 대신 밀도가 1.14g/㎤인 나일론 6을 혼합하는 것을 제외하고는, 비교 실시예 1과 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.A packaging film was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that Nylon 6 having a density of 1.14 g / cm 3 was mixed instead of the ethylene-vinyl alcohol copolymer.

[실시예 4]Example 4

투과도 및 기계적 물성의 측정(I)Measurement of Permeability and Mechanical Properties (I)

실시예 1 내지 3 및 비교 실시예 1 내지 2에서 각각 제조한 포장용 필름의 산소 투과도를 30℃에서 공지의 시간지연방법(time lag method)에 기초하여 자체 제작한 투과 장치(참조: W.Z. Zhang et al., J. Memb Sci., 31:147(1987))를 이용하여 측정하고, 톨루엔 투과도를 30℃에서 공지의 방법에 의해 자체 제작한 투과 장치(참조: S.Y. Lee and S.C. Kin, The Korean J. Rheology, 5:125(1993))를 이용하여 측정하며, 인장강도, 인장탄성율 및 신장도를 유니버셜 인장시험기(인스트론, 모델 4202, 미국)를 이용하여 ASTM D-882에 따라 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Oxygen permeability of the packaging films prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, at 30 ° C. based on a known time lag method (see WZ Zhang et al. , J. Memb Sci., 31: 147 (1987)), and the toluene permeability was self-made permeation apparatus by a known method at 30 ° C. (SY Lee and SC Kin, The Korean J. Rheology, 5: 125 (1993)), and tensile strength, tensile modulus and elongation were measured according to ASTM D-882 using a universal tensile tester (Instron, Model 4202, USA). It is shown in Table 1 below.

표 1: 투과도 및 기계적 물성Table 1: Permeability and Mechanical Properties

a: 필름의 압출방향(machine direction of film)a: machine direction of film

b: 필름의 압출방향의 수직방향(transverse direction of film)b: transverse direction of film

상기 표 1에서 보듯이, 본 발명의 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름은 비교 실시예 2에서 제조한 나일론 6을 포함하는 포장용 필름에 비해 산소 투과도가 작고, 인장 강도 및 인장 탄성율이 크며, 비교 실시예 1에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함하는 포장용 필름에 비해 신장도가 크다. 즉, 본 발명의 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름은 각 수지의 상대적중량에 대략 선형적으로 비례하며, 전체적으로 볼 때 우수한 산소 차단성 및 기계적 물성을 가짐을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the packaging film including the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the nylon dry blend of the present invention has a lower oxygen permeability than the packaging film including nylon 6 prepared in Comparative Example 2, tensile strength and Tensile modulus is large and elongation is large compared with the packaging film containing the ethylene-vinyl alcohol copolymer manufactured in the comparative example 1. That is, the packaging film comprising the dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon of the present invention is approximately linearly proportional to the relative weight of each resin, and it can be seen that it has excellent oxygen barrier properties and mechanical properties as a whole. there was.

[실시예 5]Example 5

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(I)Preparation of Packaging Films Containing Melt Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (I)

밀도가 1.19g/㎤이고 용융수지가 1.3g/10분인 에틸렌 32몰% 및 비닐 알코올 68몰%의 공중합체 75중량% 및 밀도가 1.14g/㎤인 나일론 6 25중량%를 상온, 상압에서 혼합하고, 이축 스크류 압출기(L/D=20, 19, 브리벤디시, 독일)를 이용하여, 220℃(영역 1)-230℃(영역 2)-240℃(영역 3)-240℃(다이(die)의 가공온도 및 40rpm의 회전 속도로 용융 혼합하여, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 6의 용융 블렌드를 제조하였다. 이어, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 6의 건조 블렌드 대신 전기에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론 6의 용융 블렌드를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.32 mol% of ethylene with a density of 1.19 g / cm3 and 1.3 g / 10 min of molten resin and 75% by weight of 68 mol% of vinyl alcohol and 25% by weight of nylon 6 having a density of 1.14 g / cm3 were mixed at room temperature and atmospheric pressure. Using a twin screw extruder (L / D = 20, 19, Bribendish, Germany), 220 ° C (zone 1) -230 ° C (zone 2) -240 ° C (zone 3) -240 ° C (die ( die) and melt blended at a processing temperature of 40 rpm and a rotational speed of 40 rpm to prepare a melt blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 6. Subsequently, instead of the dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 6, the mixture was prepared in the past. A packaging film was prepared in the same manner as in Example 1, except that a melt blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 6 was used.

[실시예 6]Example 6

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(II)Preparation of Packaging Films Containing Melt Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (II)

에틸렌-비닐 알코올 공중합체 50중량% 및 나일론 6 50중량%를 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.A packaging film was prepared in the same manner as in Example 5, except that 50% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer and 50% by weight of nylon 6 were mixed.

[실시예 7]Example 7

에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 제조(III)Preparation of Packaging Films Containing Melt Blend of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer and Nylon (III)

에틸렌-비닐 알코올 공중합체 25중량% 및 나일론 6 75중량%를 혼합하는 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법으로 포장용 필름을 제조하였다.A packaging film was prepared in the same manner as in Example 5, except that 25% by weight of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and 75% by weight of nylon 6 were mixed.

[실시예 8]Example 8

투과도 및 기계적 물성의 측정(II)Measurement of Permeability and Mechanical Properties (II)

실시예 5 내지 7에서 각각 제조한 포장용 필름의 산소 투과도, 톨루엔 투과도, 인장강도, 인장탄성율 및 신장도를 실시예 4와 동일한 방법으로 측정하여, 그 결과를 비교 실시예 1 및 2의 측정값과 비교하여 하기 표 2에 나타내었다.Oxygen permeability, toluene permeability, tensile strength, tensile modulus and elongation of the packaging films prepared in Examples 5 to 7, respectively, were measured in the same manner as in Example 4, and the results were compared with the measured values of Comparative Examples 1 and 2. The comparison is shown in Table 2 below.

표 2: 투과도 및 기계적 물성Table 2: Permeability and Mechanical Properties

a: 필름의 압출방향(machine direction of film)a: machine direction of film

b: 필름의 압출방향의 수직방향(transverse direction of film)b: transverse direction of film

상기 표 2에서 보듯이, 실시예 5 내지 7에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 산소 투과도는 비교 실시예 2에서 제조한 나일론 6를 포함하는 포장용 필름에 비해 작고, 특히 실시예 5에서 제조한 포장용 필름의 산소 투과도는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함하는 비교 실시예 1에서 제조한 포장용 필름보다도 작다. 또한, 실시예 5 내지 7에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 톨루엔 투과도는 비교 실시예 2에서 제조한 나일론 6를 포함하는 포장용 필름에 비해 작고, 특히 실시예 5 및 6에서 제조한 포장용 필름의 톨루엔 투과도는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함하는 비교실시예 1 에서 제조한 포장용 필름보다도 작다.As shown in Table 2, the oxygen permeability of the packaging film comprising a melt blend of the ethylene-vinyl alcohol copolymer prepared in Examples 5 to 7 and nylon is added to the packaging film comprising nylon 6 prepared in Comparative Example 2. It is smaller than that, and in particular, the oxygen permeability of the packaging film prepared in Example 5 is smaller than that of the packaging film prepared in Comparative Example 1 containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer. In addition, the toluene permeability of the packaging film containing the melt blend of the ethylene-vinyl alcohol copolymer prepared in Examples 5 to 7 and nylon was smaller than that of the packaging film containing nylon 6 prepared in Comparative Example 2, and in particular, The toluene permeability of the packaging films prepared in Examples 5 and 6 is smaller than the packaging films prepared in Comparative Example 1 containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer.

아울러, 실시예 5 내지 7에서 제조한 포장용 필름의 인장 강도 및 신장도는 비교 실시예 1 및 비교 실시예 2에서 제조한 포장용 필름에 비해 크고, 실시예 5 내지 7에서 제조한 포장용 필름의 인장 탄성율은 비교 실시예 2에서 제조한 포장용 필름에 비해 크다.In addition, the tensile strength and the elongation of the packaging films prepared in Examples 5 to 7 are larger than those of the packaging films prepared in Comparative Examples 1 and 2, and the tensile elastic modulus of the packaging films prepared in Examples 5 to 7. Is larger than the packaging film prepared in Comparative Example 2.

따라서, 본 발명의 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 포장용 필름의 산소 차단성 및 기계적 물성은 전체적으로 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 포함하는 포장용 필름보다 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 포함하는 필름이 산소 차단성 및 기계적 물성에 있어서, 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.Therefore, it was found that the oxygen barrier properties and mechanical properties of the packaging film including the melt blend of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon of the present invention were very excellent overall. In particular, it can be seen that a film containing a melt blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon is superior in oxygen barrier properties and mechanical properties than a packaging film comprising a dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon. there was.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 및 상용화제를 포함하는 고분자 조성물, 그를 이용한 포장용 필름 및 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 고분자 조성물은 산소를 포함한 가스류 및 톨루엔과 같은 유기 용매류에 대한 차단성이 우수할 뿐만 아니라, 인장 강도, 인장 탄성율 및 신장도 등 기계적 물성이 우수하며, 비교적 저렴한 나일론을 이용하므로 경제적이다. 따라서 본 발명의 고분자 조성물은 포장용 필름의 재료, 적층 물품의 하나 이상의 층의 재료로서 이용될 수 있다.As described and demonstrated in detail above, the present invention provides a polymer composition comprising a blend of a polyolefin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon, and a compatibilizer, a packaging film using the same, and a method of manufacturing the same. The polymer composition of the present invention not only has excellent barrier properties against gases including oxygen and organic solvents such as toluene, but also has excellent mechanical properties such as tensile strength, tensile modulus, and elongation. to be. Accordingly, the polymer composition of the present invention can be used as a material for packaging films, or as one or more layers of laminated articles.

Claims (11)

폴리올레핀 60 내지 95중량%, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와60 to 95 weight percent polyolefin, with ethylene-vinyl alcohol copolymer 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제 1 내지 15중량%를 포함하는 고분자 조성물.A polymer composition comprising 5 to 35 weight percent blend of nylon and 1 to 15 weight percent compatibilizer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌인 것을 특징으로 하는Polyolefin is characterized in that the polyethylene, polypropylene or polybutylene 고분자 조성물.Polymer composition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드로는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 5 내지 95중량%와 나일론 5 내지 95중량%의 건조 블렌드인 것을 특징으로 하는The blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon is a dry blend of 5 to 95% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer and 5 to 95% by weight of nylon. 고분자 조성물.Polymer composition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드로는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 5 내지 95중량%와 나일론 5 내지 95중량%의 용융 블렌드인 것을 특징으로 하는The blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon is a melt blend of 5 to 95% by weight of ethylene-vinyl alcohol copolymer and 5 to 95% by weight of nylon. 고분자 조성물.Polymer composition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상용화제는 폴리올레핀 주사슬 또는 곁가지사슬에 카르복실 부분을 포함하는 단량체 0.1 내지 5중량5가 결합된 알킬카르복실-치환 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는The compatibilizer is an alkylcarboxyl-substituted polyolefin in which 0.1 to 5 wt. 5 monomers containing a carboxyl moiety in a polyolefin main chain or a branched chain are bonded. 고분자 조성물.Polymer composition. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 카르복실 부분을 포함하는 단량체는 퓨마르산(fumaric acid) 또는 무수말레산(maleic anhydride)인 것을 특징으로 하는The monomer comprising the carboxyl moiety is characterized in that it is fumaric acid or maleic anhydride. 고분자 조성물.Polymer composition. (i) 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 5 내지 95중량%와 나일론 5 내지 95중량%를 혼합하여 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드를 제조하는 공정;(i) mixing a ethylene-vinyl alcohol copolymer with 5 to 95% by weight of nylon and 5 to 95% by weight to prepare a blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon; (ii) 폴리올레핀 60 내지 95중량%, 전기 공정에서 제조한 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 블렌드 5 내지 35중량% 및 상용화제 1 내지 15중량%를 혼합하고, 원형 블로운 필름 다이가 부착된 스크류 압출기를 이용하여 가공하고 연신하는 공정을 포함하는 포장용 필름의 제조방법.(ii) 60 to 95% by weight of polyolefin, 5 to 35% by weight of blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon prepared in the above process and 1 to 15% by weight of compatibilizer, mixed with a circular blown film die A method for producing a packaging film comprising a step of processing and stretching using a screw extruder. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론을 상온, 상압에서 혼합하여 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 건조 블렌드를 제조하는 것을 특징으로 하는The ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon are mixed at room temperature and atmospheric pressure to prepare a dry blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon. 포장용 필름의 제조방법.Method for producing a packaging film. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론을 상온, 상압에서 혼합하고, 이축 스크류 압출기를 이용하여, 200 내지 240℃(영역(zone)1)-210 내지 250℃(영역 2)-220 내지 260℃(영역 3)-220 내지 260℃(다이(die))의 가공온도 및 20 내지 60rpm의 회전 속도로 용융 혼합하여 에틸렌-비닐 알코올 공중합체와 나일론의 용융 블렌드를 제조하는 것을 특징으로 하는Ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon are mixed at room temperature and atmospheric pressure, and using a twin screw extruder, 200 to 240 ° C (zone 1) -210 to 250 ° C (zone 2) -220 to 260 ° C (zone 3) melt mixing at a processing temperature of -220 to 260 ℃ (die) and a rotational speed of 20 to 60rpm to produce a melt blend of ethylene-vinyl alcohol copolymer and nylon 포장용 필름의 제조방법.Method for producing a packaging film. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 스크류 압출기는 일축 스크류 압출기(single screw extruder)이고, 가공조건은 160 내지 200℃(영역 1)-200 내지 240℃(영역 2)-220 내지 260℃(다이)의 가공온도 및 40 내지 80rpm의 회전 속도인 것을 특징으로 하는The screw extruder is a single screw extruder, and the processing conditions are 160 to 200 ° C. (zone 1) -200 to 240 ° C. (zone 2) -220 to 260 ° C. (die) and a 40 to 80 rpm rotation. Characterized in that the speed 포장용 필름의 제조방법.Method for producing a packaging film. 제7항의 방법에 의해 제조된 포장용 필름.A packaging film produced by the method of claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115521538A (en) * 2022-10-20 2022-12-27 安徽天加新材料科技有限公司 Ternary blending extrusion sheet

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