KR20020028864A - 흡습성 물질의 패키징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡습성 수지 물질의 패키징, 더욱 구체적으로는 폴리프로필렌 수지를 포함하고 벽 두께가 0.25 mm 내지 0.6 mm인 단일층 용기 속에 흡습성 수지 조성물을 패키징하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시 양태에서, 조성물은 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군 중의 하나 이상의 수지를 포함한다.

Description

흡습성 물질의 패키징 방법{PACKAGING FOR HYGROSCOPIC MATERIALS}

폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리아미드 수지 뿐만 아니라 이들 수지를 함유하는 각종 블렌드와 같은 많은 엔지니어링 수지는 수지를 변성시킬 정도로 공기로부터 수분을 흡수하는 흡습성을 갖는다. 수지의 제조 공정에서 수분 흡수를 최소화하기 위해 특별한 취급상의 주의가 필요하다. 종종, 수지는 성형기 또는 전환기로 이송되어 상업용 제품이 되도록 패키징되는 작은 펠릿으로서 제조된다. 펠릿은 흡수된 수분량을 매우 낮은 수준으로 감소시킴으로써 물질 열화와 같은 문제점 및 표면 외관 문제점을 피하기 위해 전형적으로는 성형기에 의해 건조된다. 불행하게도, 수분이 펠릿의 두께 전체에 걸쳐 흡수되어있는 경우, 수분이 펠릿으로부터 빠져나오는데 극히 긴 시간이 요구된다. 따라서, 이러한 수지의 제조자는 펠릿과 함께 패키징되는 수분 함량을 최소화시키는 동시에 수분이 거의 투과되지 않는 패키징을 이용하기 위해 특별한 주의를 기울인다. 사용되기 전에 수지는 패키징된 상태에서 장기간 동안 유지될 수 있으므로 패키징된 수지에 수분이 모여질 가능성이 높은데, 이는 매우 바람직하지 않다. 더욱이, 대부분의 패키징이 1회 사용 후에 폐기되므로 패키징 비용을 최소화할 필요가 있다.

이러한 수지의 통상적인 제조방법은 종종 임의의 추가적인 성분과 수지의 혼합을 위해 배합 압출기의 사용을 수반한다. 재료는 전형적으로 압출기에서 다이를 통해 다수의 스트랜드 형태로 빠져나오고, 이어서 이 스트랜드는 수욕에서 냉각되고 쵸핑(chopping)되어 패키징용 펠릿이 된다. 수욕중에서의 냉각 정도를 제어하고 스트랜드가 펠릿으로 쵸핑되기 전에 잔여 수분을 건조시킴으로써, 제조자는 패키징 단계까지 펠릿중의 수분 함량을 제어할 수 있다. 수분 함량을 매우 낮은 상태로 유지시키기 위해, 매우 낮은 수분 투과 수준의 특별한 패키징이 사용되어야 한다. 통상적인 패키징은 종종 다층 구조물, 예를 들어 알루미늄 박이 종종 폴리에틸렌 또는 폴리비닐 클로라이드로 제조된 제 2 층에 부착된 2층 구조물이다. 또한, 알루미늄 박 층이 2개의 플라스틱 수지 층에 개재된 패키징용 3층 구조물이 사용된다. 상기 통상적인 패키징은 충분한 수분 차단 특성을 가지므로 패키징된 수지 재료 내를 매우 낮은 수분 함량으로 유지시킬 수 있으나, 적재 및 밀봉을 위해 특별한 취급이 요구되고 매우 고가이며 재활용될 수 없고 1회 사용 후에 매립하거나 소각되어야 한다.

다층 패키징을 피하고 더욱 통상적인 단일층 패키징을 이용하는 방법이 개발되었다. 예를 들어, 폴리아미드 수지를 패키징하는데 0.2mm 두께의 단일층 폴리에틸렌 백이 사용되었다. 폴리에틸렌의 융점이 낮아서 패키징이 뒤틀리거나 수지의 펠릿이 패키징에 달라붙는 것을 피하기 위해 패키징 전에 펠릿을 저온으로 냉각시킬 필요가 있었다. 폴리에틸렌 패키징의 온도 제한을 충족시키고 펠릿 내의 수분 함량을 낮게 유지시키기 위해서는 특별한 제조 장치 및/또는 상기 스트랜드 냉각 및 쵸핑 공정에 대한 변형이 필요하다. 이러한 공지된 패키징으로는 수지의 수분 함량이 시간의 경과에 따라 과다하게 증가하는 것을 피할 수 없으므로, 수지를 성형하기 전에 건조시킬 필요가 있다.

따라서, 흡습성 수지를 패키징하는 개선된 방법이 계속 필요하다는 것이 명백하다.

발명의 요약

본 발명은 흡습성 수지 물질의 패키징, 더욱 구체적으로는 흡습성 수지 조성물을 폴리프로필렌 수지를 포함하는 단일층 용기 속에 패키징하는 단계를 포함하고 상기 용기가 0.25mm 내지 0.6mm의 벽 두께를 갖는 흡습성 수지 조성물의 패키징 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시 양태에서, 상기 조성물은 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군 중의 하나 이상의 수지를 포함한다. 본 발명의 이러한 실시 양태 및 다른 실시 양태는 본원에 기술되는 바와 같이 명백해질 것이다.

본 발명은 흡습성 수지 물질의 패키징, 더욱 구체적으로는 폴리프로필렌 수지를 포함하고 벽 두께가 0.25mm 내지 0.6mm인 단일층 용기 속에 흡습성 수지 조성물을 패키징하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시 양태에서, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 폴리아미드 수지, 또는 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 상용화된 블렌드를 포함한다.

본 발명에 따라, 0.25mm 내지 0.60mm, 바람직하게는 0.28mm 내지 0.40mm 두께의 단일층 폴리프로필렌 수지를 포함하는 단일층 패키징 구조물이 제공된다. 상기 패키징 구조물은 알루미늄 박 층과 같은 금속 층을 포함하지 않는다. 상기 패키징 구조물은 예를 들어, 수 g의 물질의 매우 작은 패키지로부터 예를 들어 500 kg 이상의 대량 패키지에서 라이너로서 사용되는 상당히 큰 물질에 이르기까지 크기가 광범위하게 변할 수 있다. 패키지를 원하는 양의 물질로 채운 후에, 패키지는 예를 들어 열 밀봉 또는 접착제를 사용한 밀봉과 같은 통상적인 방법으로 밀봉될 수 있다. 패키지는 패키징 분야에서 공지된 방법으로 제조될 수 있다.

임의의 수지 물질의 대부분이 본 발명에 따라 패키징될 수 있으나, 본 발명은 흡습성 수지 물질을 패키징하는데 가장 유용하다. 상기 흡습성 수지 물질은 패키징된 지 약 180일 후에 약 0.15 중량% 미만, 바람직하게는 약 0.10 중량% 미만의 수분 흡수량(pick-up)을 가질 필요가 있다. 본 발명은 특히 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드뿐만 아니라 상기 수지 중 하나 이상을 함유하는 다양한 블렌드 또는 알로이(alloy)에 대해 유용하다.

본 발명의 바람직한 실시 양태에서, 수지 물질은 하나 이상의 폴리아미드 수지를 포함한다. 폴리아미드 함유 수지는 통상적인 폴리아미드 수지, 예를 들어 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-12이거나 예를 들어 유리 섬유 및/또는 무기 충전제를 함유하는 충전된 폴리아미드일 수 있다. 다르게는, 폴리아미드 수지는 하나 이상의 폴리아미드와 예를 들어 엘라스토머 또는 폴리페닐렌 에테르 수지와 같은 제 2수지 물질의 상용화된 블렌드일 수 있다. 특히 바람직한 실시 양태에서, 수지 조성물은 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 상용화된 블렌드를 포함한다.

폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 상용화된 블렌드는 당해 분야에 일반적으로 공지되어 있다. 이러한 블렌드는 전형적으로는 폴리페닐렌 수지 및 폴리아미드 수지를 함유하는 조성물에 상용화제를 첨가하는 단계를 포함하는 반응성 배합 기술을 통해 제조된다. 상용화제는 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 반응 생성물을 생성시키며 이 반응 생성물이 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지 사이의 상용성을 개선시키는 것으로 생각된다. 개선된 상용성으로 인해 예를 들어 연성의 증가와 같이 물성이 향상된다. 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 블렌드에 대한 상용화제의 예는 시트르산, 말레산 무수물, 푸마르산, 말산 뿐만 아니라 상기 산들의 여러 유도체를 포함한다.

폴리페닐렌 에테르 수지 대 폴리아미드 수지의 비는 광범위하게 변할 수 있으나 바람직하게는 폴리아미드 수지가 연속상으로 유지되도록 조정된다. 바람직하게는, 폴리아미드는 총 수지 조성물의 약 40 중량% 이상이다. 폴리아미드의 함량을 증가시킴으로써 연성 및 유동성이 향상되어 종종 바람직하다. 수지 조성물은 나일론 6과 나일론 6,6의 블렌드와 같은 한가지 유형 이상의 폴리아미드 수지를 함유할 수 있다. 나일론 6과 나일론 6,6의 혼합물이 사용될 경우, 폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 상용화된 블렌드의 내열성을 최대화시키기 위해 나일론 6의 양을 제한하는 것이 종종 바람직하다. 일부 물성, 예를 들어 연성을 개선시키는 데는 소량의 나일론 6이 종종 유용하다. 더구나, 폴리아미드 수지 또는 폴리아미드 수지의 혼합물의 아민 대 산 말단기의 비는 수지 조성물에 함유된 폴리아미드의 상대 점도와 함께 변할 수 있다. 이러한 변화는 최종 조성물에서 원하는 일부 물성을 세부 조정하는데 유용하다.

본 발명에 유용한 폴리페닐렌 에테르 수지는 모든 공지된 폴리페닐렌 에테르 수지를 포함한다. 바람직한 수지는 폴리(2,6-디메틸페닐렌 에테르) 뿐만 아니라 2,6-디메틸페놀과 2,3,6-트리메틸페놀의 공중합체 수지를 포함한다. 폴리아미드 및 폴리페닐렌 에테르 수지의 상기 변형 및 다른 변형은 본 발명으로부터 벗어나지 않는다. 예를 들어 페인트 경화 오븐에서 사용하기 위해 높은 내열성이 바람직한 조성물에서, 오븐 온도보다 높은 유리 전이 온도(즉, Tg)를 갖는 폴리페닐렌 에테르 수지는 오븐 온도보다 높은 융점(즉, Tm)을 갖는 폴리아미드 수지를 사용하는 것과 같이 바람직하다. 바람직한 실시 양태에서, 폴리페닐렌 에테르 수지는 2,6-디메틸페놀과 2,3,6-트리메틸페놀의 공중합체 수지를 포함하고, 폴리아미드는 나일론 6,6을 포함한다. 유사한 원리에 기초한 수지의 다른 변형도 또한 유용하다.

폴리페닐렌 에테르 수지와 폴리아미드 수지의 상용화된 블렌드는 추가적으로 연성 향상용 엘라스토머와 같은 여러 개질제를 함유할 수 있다. 이 목적에 유용한 엘라스토머는 당해 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어 스티렌계 블록 공중합체 및 여러 산 작용화된 에틸렌-프로필렌 공중합체(예컨대, EP-그래프트-말레산 무수물)를 포함한다. 다른 특성 개질제는 핵생성제, 안정화제, 난연제, 안료, 염료, 무기 충전제 및 강화제를 포함한다.

본 발명의 한가지 이점은 패키징되는 수지 물질이 다수의 스트랜드의 형태로다이를 통하여 배합 압출기를 빠져나가서 수욕에서 냉각되고 패키징용 펠릿으로 쵸핑될 수 있는 통상적인 제조방법을 쉽게 사용할 수 있다는 것이다. 펠릿 온도는 패키지의 심각한 뒤틀림 또는 패키지로의 펠릿의 달라붙음 없이 약 50℃ 내지 약 110℃, 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 80℃로 유지될 수 있다.

본 발명이 하나 이상의 흡습성 수지를 포함하는 조성물 패키징용 용기를 포함하고 상기 조성물이 패키징시에 약 60℃ 이상의 온도를 갖고 용기가 금속 층이 없는 폴리프로필렌 수지의 단일층을 포함하며 용기가 0.25mm 내지 0.60mm의 벽 두께를 갖는다는 것은 명백하다. 본 발명이 하나 이상의 흡습성 수지를 포함하는 조성물을 패키징하는 방법을 포함하며 상기 조성물이 패키징시에 약 60℃ 이상의 온도를 갖고 패키징 용기가 금속 층이 없는 폴리프로필렌 수지의 단일층을 포함하며 용기가 0.25mm 내지 0.60mm의 벽 두께를 갖는다는 것은 명백하다.

다음의 실시예들은 본 발명의 여러 양태를 예시한다. 그러나, 이들은 본 발명을 결코 한정하기 위한 것이 아니다.

실시예 1

2축 압출기에서 당해 분야에 공지된 방법으로 폴리아미드-6,6와 폴리페닐렌 에테르 수지의 상용화된 수지 블렌드를 제조하였다. 수지 블렌드를 통상적인 다이를 통하여 압출물의 스트랜드로서 압출기를 빠져나오게 하였다. 스트랜드를 수욕에 통과시키고 공기 냉각시켜 잔여 수분을 제거하였다. 냉각된 스트랜드를 약 3mm× 4mm 크기를 갖는 펠릿이 되도록 쵸핑하였다. 펠릿의 온도는 약 50℃ 내지 약 70℃이었다. 펠릿을 두께 0.2mm의 폴리에틸렌 수지로 제조된 백 속에 패키징하였다. 백은 뒤틀렸으며 일부 펠릿이 백에 달라붙었다. 폴리에틸렌 백은 이 펠릿 온도에 허용될 수 없었다. 약 50℃ 내지 약 70℃의 온도를 갖는 펠릿을 두께 0.14mm의 폴리프로필렌 수지로 제조된 백 속에 패키징하였다. 폴리프로필렌 백은 뒤틀리지 않았다. 폴리에틸렌 백에서의 뒤틀림 및 달라붙음을 방지하기 위해 펠릿을 약 50℃ 미만으로 냉각시키는 것이 필요하였다.

실시예 2

여러 패키징 구조물에서 패키징된 펠릿의 수분 흡수량을 시험하기 위해, 통상적인 폴리아미드-6,6와 폴리페닐렌 에테르 수지의 상용화된 수지 블렌드를 얇은 벽의 백 속에 패키징하고 상대 습도 약 50 내지 70%의 분위기 조건에서 시간 경과에 따른 수분의 중량%를 시험하였다.

일수	PE/Al1	PE @0.2mm	종이/Al
0	0.04	0.09	0.07
21	0.08	0.09	0.06
63	0.10	0.20	0.06
97	0.08	0.12	0.07
139	0.10	0.26	0.07
1PE/Al은 알루미늄 박이 개재된 폴리에틸렌의 2층 패키지이다.

상기 데이터로부터 알 수 있듯이, 금속 층을 함유하는 패키징 구조물은 매우 양호한 차단 특성을 가지므로 139일 후에도 매우 낮은 수분 흡수량 수준을 갖는다.통상적으로 시판되는 폴리에틸렌 패키징은 높은 수분 함량으로 인해 장시간 보관에 적합하지 않다.

실시예 3

얇은 PE/Al 적층체로 제조된 백 속에 패키징된 펠릿의 수분 흡수량과 금속 층이 없는 폴리프로필렌 패키징 구조물의 단일층으로 제조된 백 속에 패키징된 펠릿의 수분 흡수량을 비교하기 위해 통상적인 폴리아미드-6,6와 폴리페닐렌 에테르 수지의 상용화된 블렌드를 패키징하고 시간 경과에 따른 수분 중량%를 시험하였다. 패키징된 백을 상대 습도 약 50 내지 70%의 분위기 조건 하에서 보관하였다. 폴리프로필렌 층의 두께는 0.3mm±0.01mm이었다.

주(週)	PE/Al	PP
4	0.14	0.14
8	0.12	0.11
12	0.12	0.12
16	0.12	0.12
20	0.12	0.12

상기 데이터로부터 쉽게 알 수 있듯이, 단일층 폴리프로필렌 패키지는 예상치 못하게 실험 오차 이내에서 통상적으로 사용되는 폴리에틸렌/알루미늄 2층 패키지와 동등한 성능을 나타내었다. 본 발명의 범주 밖에 있고 벽 두께가 0.2mm인 폴리프로필렌을 갖는 패키지는 허용될 수 없는 높은 수분 흡수율을 가질 것이다. 본원에서 청구되는 방법 및 용기로써 이러한 낮은 수분 함량이 수득될 수 있다는 것은 예상치 못한 것이었다.

상기 데이터로부터 본 발명이 물질의 수분 흡수량이 20주 후에 약 0.15 중량% 미만인 흡습성 물질의 패키징 방법을 포함한다는 것은 명백하다.

Claims (14)

1. 금속 층이 없는 0.25mm 내지 0.60mm 두께의 단일층 폴리프로필렌 수지를 포함한 용기를 포함하는, 흡습성 조성물의 패키징 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   흡습성 수지가 20주 후에 약 0.15 중량% 미만의 수분 흡수량(pick-up)을 갖는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   흡습성 조성물이 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군 중의 하나 이상의 수지를 포함하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   흡습성 조성물이 하나 이상의 폴리아미드 수지 또는 하나 이상의 폴리아미드 수지를 함유한 블렌드를 포함하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   흡습성 조성물이 하나 이상의 폴리아미드 수지와 하나 이상의 폴리페닐렌 에테르 수지의 상용화된 블렌드를 포함하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   약 50℃ 내지 약 110℃의 온도에서 흡습성 물질을 패키징하는 것을 포함하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   단일층의 두께가 0.28mm 내지 0.40mm인 방법.
8. 약 50℃ 내지 약 110℃ 온도의 펠릿을, 용기 내에 위치시키는 것을 포함하고, 상기 용기가 금속 층이 없는 0.25mm 내지 0.60mm 두께의 단일층 폴리프로필렌 수지를 포함하는, 흡습성 조성물의 펠릿의 패키징 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   흡습성 조성물이 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군 중의 하나 이상의 수지를 포함하는 방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    단일층의 두께가 0.28mm 내지 0.40mm인 방법.
11. 제 7 항에 있어서,

    흡습성 수지가 20주 후에 약 0.15 중량% 미만의 수분 흡수량을 갖는 방법.
12. 패키징이 약 50℃ 내지 약 110℃ 온도의 펠릿을 용기 속에 위치시키는 것을 포함하고, 상기 용기가 금속 층이 없는 0.25mm 내지 0.60mm 두께의 단일층 폴리프로필렌을 포함하는, 흡습성 조성물의 펠릿을 패키징하기 위한 용기.
13. 제 12 항에 있어서,

    흡습성 조성물이 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군 중의 하나 이상의 수지를 포함하는 용기.
14. 제 12 항에 있어서,

    흡습성 수지가 20주 후에 약 0.15 중량% 미만의 수분 흡수량을 가지는 용기.