KR20020041156A - 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물 - Google Patents

프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1-부텐 함량이 1 내지 10 몰%이고 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 1 내지 10 g/10min인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 100 중량부에 솔비톨계 핵제 0.05 내지 0.5 중량부를 첨가하여 제조된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물에 관한 것이며, 본 발명의 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물을 사용하여 폴리프로필렌 다층 필름의 표면을 코로나 처리하면 코로나 지수 지속력, 내블로킹성 및 투명성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 용이하게 제조할 수 있다.

Description

프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물{Composition comprising propylene-1-butene random copolymer resin}
본 발명은 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1-부텐 함량이 1 내지 10 몰%이고 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 1 내지 10 g/10min인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 100 중량부에 솔비톨계 핵제 0.05 내지 0.5 중량부를 첨가하여 제조된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 포장재 용도의 폴리올레핀 필름은 인쇄성이 요구되는 경우가 많다. 인쇄성은 코로나 지수로서 판단하는데, 알려진 바와 같이 폴리올레핀의 코로나 지수는 낮은 편이다. 특히, 종래부터 시판되는 프로필렌의 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지로 된 필름은 코로나 지수가 매우 낮기 때문에, 필름 표면에 코로나 처리를 하여 강제적으로 코로나 지수를 높이는 것이 일반적이다. 예를 들면, 대한민국 특허공개 제 1991-014533호, 제 1999-041645호 및 제 2000-010844호에는 폴리프로필렌 다층 필름의 표피층을 투명성이 우수한 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지로 코로나 처리하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이와 같이 강제적인 후처리에 의하여 높여진 폴리프로필렌 필름의 코로나 지수는 시간이 경과함에 따라 다시 낮아지는 경향이 있다. 특히, 코로나 처리된 폴리프로필렌 필름을 고온에서 장시간 방치시 저결정성 물질의 전이로 인한 코로나 지수의 현저한 저하가 발생하여, 인쇄 등의 필요한 용도에 사용할 수 없게 될 뿐 아니라, 용도 개척상에도 어려움이 있다.
따라서, 필름 인쇄성이 향상된 동시에 필름면 코로나 지수의 저하가 방지된 폴리프로필렌 필름을 개발하려는 노력이 다방면으로 이루어져 왔다. 예를 들면, 일본 특허공개 소61-16617호에서는 폴리프로필렌에 제올라이트 분말을 첨가하여 제조된 필름을 개시하고 있다. 그러나, 제올라이트 분말의 첨가는 필름면 코로나 지수의 저하방지에는 유효하지만 블로킹 문제가 있고, 그 첨가량이 증가할수록 필름 표면의 조도가 떨어지며 피시아이와 겔화의 원인이 되기도 한다.
한편, 대한민국 특허공개 제 96-22760호, 제 96-33748호 및 제 98-042790호에서는 5 내지 50 몰% 함량의 1-부텐이 포함된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체로 이루어진 수지 조성물을 사용하여 우수한 히트 실링성, 저온 내충격성, 투명성 및 내블로킹성을 갖는 필름 등의 성형물을 제공한다고 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허 제 98-042450호에서는 0.5 내지 90 몰%의 함량의 1-부텐이 포함된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체로 이루어진 수지 조성물을 개시하고 있는데, 상기 수지 조성물은 경도가 낮아 유연성이 뛰어나며, 이를 폴리프로필렌 수지와 혼합한 경우 유연성, 인장신율 및 특성, 내상부성 및 투명성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있다고 기술하고 있다. 그러나, 코로나 지수 지속력 및 투명성의 개선에는 미흡한 점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 코로나 지수 지속력 향상에 가장 적절한 함량으로 1-부텐을 함유하는 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지에 투명성 증가를 목적으로 솔비톨계 핵제를 소량 첨가하여 제조된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 1-부텐 함량이 1 내지 10 몰%이고 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 1 내지 10 g/10min인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 100 중량부에 솔비톨계 핵제 0.05 내지 0.5 중량부를 첨가하여 제조된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물의 구성 성분을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 수지 조성물 제조에 사용되는 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지는 프로필렌을 주성분으로 하는 결정성 공중합체로서, 1-부텐의 함량이 1 내지 10 몰%이고, 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 1 내지 10g/10min의 범위에 있다. 상기 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 중의 1-부텐 함량이 1 몰% 미만이면 결정성 상승에 따른 투명성 저하로 인하여 폴리프로필렌 필름에의 적용이 어렵게 되고, 10 몰% 초과이면 결정성이 떨어져 폴리프로필렌 필름에 적용시 코로나 지수 지속력이 저하된다. 또한, 상기 공중합체 수지의 용융지수가 1 g/10min 미만이면 가공성이 떨어지며, 10 g/10min 초과이면 필름의 용융강도가 약해져 성형이 어렵다.
본 발명의 수지 조성물은 상기 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 100 중량부에 투명용 솔비톨계 핵제를 0.05 내지 0.5 중량부 첨가하여 제조된다. 폴리프로필렌 필름의 투명용 핵제로는 통상 무기계 핵제와 솔비톨계 핵제를 사용하나, 무기계 핵제는 투명성 향상 효과가 떨어지고 폴리프로필렌 필름에 적용시 피시아이(fish eye)의 원인이 되는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 필름의 투명성 향상을 위하여 솔비톨계 핵제를 사용하며, 특히 바람직하게는 우수한 투명성을 발현하며 냄새 문제가 가장 적은 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨을 사용한다. 상기 솔비톨계 핵제의 함량이 0.05 중량부 미만이면 투명성이 발현되지 않으며, 0.5 중량부 초과이면 초과된 양에 비하여 수지의 투명성 향상 효과가 거의 없다.
이외에도, 본 발명의 수지 조성물에는 산화방지제, 중화제, 안티블로킹제 등의 각종 첨가제가 본 발명의 목적에 어긋나지 않는 범위 내에서 첨가될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
1-부텐 함량이 3 몰%이고 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 7.0 g/10min인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 100 중량부 및 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨 0.1 중량부를 포함하는 조성물에, 1차 산화방지제인 이가녹스 1010(시바가이기사, 스위스) 0.1 중량부, 2차 산화방지제인 이가녹스 168(시바가이기사, 스위스) 0.1 중량부 및 중화제 DHT-4A 0.05 중량부를 첨가하고 혼련한 후, 이께가이 이축압출기로 200℃에서 압출하여 직경 2mm 정도의 펠렛을 제조하였다. T-Die 압출기로 3층의 무연신 또는 일축연신 폴리프로필렌 필름 제조시 필름 표면을 상기 펠렛을 사용하여 통상의 방법에 따라 코로나 처리하였다.
비교예 1
1-부텐 함량이 3 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 대신에 1-부텐 함량이 7 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지를 사용하고, 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨을 생략한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코로나 처리된 필름을 제조하였다.
비교예 2
3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨 대신에 무기계 핵제인 알킬안식향산 알루미늄염을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코로나 처리된 필름을 제조하였다.
비교예 3
1-부텐 함량이 3 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 대신에 1-부텐 함량이 15 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코로나 처리된 필름을 제조하였다.
비교예 4
1-부텐 함량이 3 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 대신에 에틸렌 함량이 3 몰%인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코로나 처리된 필름을 제조하였다.
비교예 5
1-부텐 함량이 3 몰%인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 대신에 폴리프로필렌 수지를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코로나 처리된 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 5에 사용된 수지 및 핵제의 종류를 하기 표 1에 요약하여 나타내었으며, 각 필름의 코로나 처리면의 코로나 지수 지속력과 투명성 및 필름상태를 하기의 방법에 따라 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 요약하여 나타내었다.
조성물
수지 핵제
실시예 1 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체(1-부텐: 3몰%) 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨
비교예 1 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체(1-부텐: 7몰%) -
비교예 2 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체(1-부텐: 3몰%) 알킬안식향산 알루미늄염
비교예 3 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체(1-부텐: 15몰%) 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨
비교예 4 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체(에틸렌: 3몰%) 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨
비교예 5 폴리프로필렌 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨
코로나 지수 지속력 투명성 필름 상태
도달시간(일수) 헤이즈(%) 피시아이 갯수(개/g)
실시예 1 30 4.5 3
비교예 1 25 10.0 2
비교예 2 30 6.0 10
비교예 3 8 5.5 2
비교예 4 4 6.0 2
비교예 5 30 20 3
[물성 측정 방법]
(1)코로나 지수 지속력: ASTM D2578 규격에 따라 측정하였으며, 도달시간이 클수록 코로나지수 지속력이 우수한 것으로 10일 이상이 바람직하다.
(2)투명성: ASTM D1003A 규격에 따라 측정하였으며, 헤이즈 값이 낮을수록 투명성이 우수한 것으로 8% 이하가 바람직하다.
(3) 필름 상태: 피시아이 갯수를 세었으며, 그 수가 작을수록 우수한 것으로 5개 이하가 바람직하다.
상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 및 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨을 동시에 사용한 경우(실시예 1)에 코로나 지수 지속력, 투명성 및 필름 상태 전반에 걸쳐 가장 우수한 특성을 나타내었다. 반면, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지를 사용하였더라도 솔비톨계 투명용 핵제를 전혀 사용하지 않거나(비교예 1) 또는 알킬안식향산알루미늄염으로 대체한 경우(비교예 2)에는 코로나 지수 지속력은 우수하나 투명성 및 필름상태가 상당히 저하되는 것을 알 수 있었다. 또한, 1-부텐 함량이 10몰%를 초과하는 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지를 사용하거나(비교예 3), 또는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지를 사용한 경우(비교예 4)에는 코로나 지수 지속력이 현저히 떨어지는 것으로 확인되었다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물을 사용하여 폴리프로필렌 다층 필름의 표면을 코로나 처리하면 코로나 지수 지속력, 내블로킹성 및 투명성이 우수한 폴리프로필렌 필름을 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (2)

1-부텐 함량이 1 내지 10 몰%이고 용융지수(230℃, 2.16kg 조건하, ASTM D1238 규격)가 1 내지 10 g/10min인 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 100 중량부에 솔비톨계 핵제 0.05 내지 0.5 중량부를 첨가하여 제조된 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 솔비톨계 핵제는 3,4-디메틸벤질리덴 솔비톨인 것을 특징으로 하는 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 수지 조성물.
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