KR20020048906A - 폴리프로필렌용 실란트 및 그를 포함한 개봉이 용이한밀봉 포장 용기 - Google Patents

폴리프로필렌용 실란트 및 그를 포함한 개봉이 용이한밀봉 포장 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 910 내지 930 kg/m3의 밀도와 0.5 내지 20 g/10 분의 MFR을 갖는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A); 및 860 kg/m3이상 890 kg/m3미만의 밀도, 0.5 내지 40 g/10 분의 MFR 및 1.5 내지 3의 Mw/Mn을 갖는 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B), 및/또는 890 내지 940 kg/m3의 밀도와 0.2 내지 30 g/10 분의 MFR을 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)을 포함하는 조성물로 본질적으로 구성된 폴리프로필렌용 실란트에 관한 것이다. 상기 조성물에서, 성분 (A), (B) 및 (C)의 합계량을 기준으로, 성분 (A)은 10 내지 85 중량%의 양으로 함유되고, 성분 (B)은 50 중량% 이하의 양으로 함유되며, 성분 (B)와 성분 (C)의 합계량은 15 내지 90 중량%의 양으로 함유된다. 상기 조성물은 1 내지 15 g/10 분의 MFR을 나타내고, 190℃에서 측정한 그의 용융 장력(MT)은 5 내지 100 mN을 나타낸다. 또한, 상기 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층이 적층된 이중층 구조를 갖는 적층체로 구성된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기가 제공된다. 본 발명은 압출 적층 시 넥-인(neck-in)을 감소시킬 수 있고, 인플레이션 성형 시 거품 안정성(bubble stability)이 우수하며, 피접착체로서 폴리프로필렌을 포함하는 밀봉 포장 용기의 개봉이 용이한 밀봉 강도를 나타내는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제조할 수 있는 폴리프로필렌용 실란트를 실현한다. 이렇게 해서, 본 발명에 의해 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기가 제공된다.

Description

폴리프로필렌용 실란트 및 그를 포함한 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기 {SEALANT FOR POLYPROPYLENE AND EASILY OPENABLE HERMETICALLY SEALED PACKAGE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 폴리프로필렌용 실란트 및 그를 포함한 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 열밀봉성 때문에 폴리프로필렌 필름, 시트, 컵 또는 다른 성형품용 실란트로서 사용되고 용융성 때문에 압출 적층 성형, 주형 성형 또는 인플레이션(inflation) 성형에 의해 성형할 수 있는 폴리프로필렌용 실란트에 관한 것이며, 또한 그를 포함한 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에 관한 것이다.
개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는, 포장 용기의 형태, 내용물 및 열밀봉 면적에 따라 요구되는 밀봉 강도가 다르기 때문에, 포장 용기를 형성하는 수지 조성물의 조성을 조절함으로써 광범위한 범위의 가변 밀봉 강도가 얻어질 수 있는 재료가 요구된다.
폴리프로필렌을 피접착체(adherend)로서 사용할 경우, 통상적으로 동일한 종류의 폴리프로필렌이 열밀봉재로서 사용된다. 그러나, 밀봉 강도가 너무 커서, 내용물에 대한 밀봉성은 우수하지만, 밀봉 영역에서의 개봉이 어렵고 그 때문에 상기 밀봉재는 개봉 용이성을 보장해야만 하는 밀봉 포장 용기에 사용되기에는 부적합하다.
일본특허공보 특공평 7(1995)-17041호에는 폴리프로필렌과 에틸렌/α-올레핀 랜덤 공중합체로 구성된 조성물의 실란트 및 폴리프로필렌의 피접착체를 포함하는 개봉이 용이한 미연신 밀봉 포장체의 발명이 기술되어 있다. 상기 발명은, 폴리프로필렌이 매트릭스 상으로서 함유된 반면 에틸렌/α-올레핀 랜덤 공중합체는 분산 상으로서 함유된 비상용성 상 구조를 갖는 실란트를 사용하여, 박리될 때 응집 파괴가 유발되어 개봉 용이성이 달성되는 포장체이다. 개봉 용이성을 얻을 수 있는 비상용성 상 실란트는, 분산 상의 형태에 의해 밀봉 강도를 조절할 수 있으나, 필름이 형성될 때 분산 상이 배향되므로 필름이 형성될 때의 흐름 방향에서의 밀봉 강도 (MD)와 흐름 방향에 수직인 방향에서의 밀봉 강도 (TD)가 다르게 된다. 또한, 폴리프로필렌과 에틸렌/α-올레핀 랜덤 공중합체는 낮은 용융 장력을 갖기 때문에, 그 혼합물의 압출 적층은 넥-인(neck-in) 증가를 유발한다. 또한, 그의 인플레이션 성형은 거품 안정성(bubble stability) 불량 등의 결함이 발생하는 등의 문제점이 있다.
그러므로, 압출 적층 시 넥-인을 감소시킬 수 있고, 인플레이션 성형 시 거품 안정성이 우수하며, 피접착체로서 폴리프로필렌을 사용하는 밀봉 포장 용기의 개봉이 용이한 밀봉 강도를 나타내는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제조할 수 있는 폴리프로필렌용 실란트의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은 압출 적층 시 넥-인을 감소시킬 수 있고, 인플레이션 성형 시 거품 안정성이 우수하며, 피접착체로서 폴리프로필렌을 사용하는 밀봉 포장 용기의 개봉이 용이한 밀봉 강도를 나타내는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제조할 수 있는 폴리프로필렌용 실란트를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 그러한 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 폴리프로필렌용 실란트는,
밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 910 내지 930 kg/m3이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)가 0.5 내지 20 g/10 분인 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 및
밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 860 kg/m3이상 890 kg/m3미만이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16이 0.5 내지 40 g/10 분이며, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 구한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5 내지 3인, 에틸렌과 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로부터 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B), 및/또는
밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 890 내지 940 kg/m3이고, 용융 흐름속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)가 0.2 내지 30 g/10 분인, 에틸렌과 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로부터 수득된 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)을 포함하는 조성물로 본질적으로 구성되며,
상기 조성물에서, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의 합계량을 기준으로, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)은 10 내지 85 중량%의 양으로 함유되고, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 50 중량% 이하의 양으로 함유되며, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)와 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)은 합계량으로 15 내지 90 중량% 함유되고,
상기 조성물은 1 내지 15 g/10 분의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)와 5 내지 100 mN의 용융 장력 (190℃에서 측정) (MT)을 나타낸다.
폴리프로필렌용 실란트에서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 10 kg 하중 하에서 측정) MFR10대 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16의 비 MFR10/MFR2.16가 5 내지 20인 것이 바람직하다.
선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의, GPC로 구한 분자량 분포(Mw/Mn)는 바람직하게 1.5 내지 5의 범위이다.
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는 본 발명에 따른 상기의 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층(II)이 열밀봉에 의해 적층된 구조를 갖는 적층체로 구성된다.
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에서, 상기 적층체는 바람직하게, 실란트층(I)의 폴리프로필렌의 수지층(II)으로 적층된 면과 반대쪽의 면에 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)이 더 적층된 구조를 가질 수 있으며, 이때 상기 실란트층(I)은 5 내지 100 μm의 두께를 갖는다. 상기 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에서, 베이스층(III)에 압출 적층에 의해 본 발명에 따른 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)이 적층되어 있어도 좋다.
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에서, 본 발명에 따른 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)은 인플레이션 성형 또는 주형 성형에 의해 제조되고, 건식 적층에 의해 베이스층(III)에 적층되어 있어도 좋다.
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는 예컨대 본 발명에 따른 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면을 폴리프로필렌의 수지층(II)으로 적층하고, 상기 실란트층(I)의 폴리프로필렌의 수지층(II)이 적층된 면과 반대쪽의 면을 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)으로 적층한 구조를 가지며, 상기 실란트층(I)과 베이스층(III)은 각각 5 내지 100 μm의 두께를 갖는 적층체의 뚜껑과 폴리프로필렌 수지층(II)의 컵으로 된 것을 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌용 실란트 및 그를 포함한 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 하기에서 자세히 설명한다.
폴리프로필렌용 실란트
본 발명의 폴리프로필렌용 실란트는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)으로 구성된 조성물로 본질적으로 구성된다.
[고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)]
본 발명에서 사용되는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)은 통상적인 관형 반응기 또는 오토클레이브 반응기를 사용하여 고압 하에서 라디칼 개시제의 존재하에 에틸렌을 라디칼 중합반응시킴으로써 제조된 장쇄의 가지를 갖는 고도로 분기된 폴리에틸렌 수지이다. 필요에 따라, 소량의 다른 중합성 단량체를 에틸렌과 공중합시킬 수 있다.
상기의 중합성 단량체는 예컨대 α-올레핀, 비닐 아세테이트 또는 아크릴계 에스테르이다.
본 발명에서 사용할 수 있는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)의 구체적인 예로는 에틸렌 단독중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌/아크릴산 공중합체 및 에틸렌/메타크릴산 공중합체가 포함된다.
본 발명에서 사용되는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)은 0.5 내지 20 g/10 분, 바람직하게 1 내지 15 g/10 분, 더욱 바람직하게 2 내지 15 g/10 분의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)를 갖는다. 용융 흐름 속도가 상기 범위 내이면, 통상적인 성형기에 의해 성형성이 우수한 조성물이 수득될 수 있다.
[에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)]
본 발명에서 사용되는 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 에틸렌과 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀의 랜덤 공중합반응에 의해 수득된 수지이다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 0.5 내지 40 g/10 분, 바람직하게 1 내지 30 g/10 분, 더욱 바람직하게 2 내지 25 g/10 분의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16을 갖는다. 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 860 kg/m3이상 890 kg/m3미만, 바람직하게 870 kg/m3이상 890 kg/m3미만, 더욱 바람직하게 880 kg/m3이상 890 kg/m3미만의 밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)를 갖는다.
또한, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 1.5 내지 3, 바람직하게 1.5 내지 2.5의 GPC로 구한 분자량 분포(Mw/Mn)를 갖는다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 상기 범위 내인 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)를 사용할 경우, 성형된 필름은 낮은 점성(tack)과 높은 투명성을 갖는다. 그의 압출 적층 시, 발연(fuming)이 적고, 악취 및 풍미 변화가 적은 실란트가 수득될 수 있다.
상기 분자량 분포(Mw/Mn)는 밀리포어(Millipore)에서 제조한 GPC-150C를 사용하여 하기의 방식으로 측정하였다.
분리 컬럼으로서 TSK GNH HT를 사용하였다. 컬럼 크기는 직경이 72 mm이고 길이는 600 mm이며, 컬럼 온도는 140℃였다. 이동 상은 o-디클로로벤젠 (와코 퓨어 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 제조)과산화방지제로서 0.025 중량%의 BHT (다케다 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Takeda Chemical Industries, Ltd.) 제조)로 구성하였다. 이동 상은 1.0 mL/분의 속도로 통과시켰다. 시료 농도는 0.1 중량%이고, 시료의 주입량은 500 마이크로리터였다. 검출기로서 시차굴절계(differential refractometer)를 사용하였다. 기준 시료로서 EPR을 사용하였다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)로는, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 10 kg 하중 하에서 측정) MFR10대 상기 MFR2.16의 비 (MFR10/MFR2.16)가 5 내지 20의 범위인 것이 바람직하다.
에틸렌과의 공중합반응에서 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로는 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 및 4-메틸-1-펜텐 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 이들 중에서, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐이 바람직하다. 이들 α-올레핀들은 단독으로 또는 조합되어 사용된다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)에서, 에틸렌으로부터 유래된 구성 단위의 함량 (에틸렌 함량)은 통상 80 내지 95 몰%, 바람직하게 85 내지 95 몰%의 범위이다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)의 조성은 구체적으로는 통상 10 mm 직경의 시료 튜브 내에서 약 200 mg의 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 1 mL의 헥사클로로부타디엔 중에 균일하게 용해시키고 수득된 시료의13C-NMR 스펙트럼을 120℃의 측정 온도, 25.05 MHz의 측정 주파수, 1500 Hz의 스펙트럼폭, 4.2 초의 펄스 반복 시간 및6 마이크로초의 펄스폭의 조건 하에서 측정함으로써 구한다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 상기 단위 이외의 다른 중합성 단량체로부터 유래된 단위를 본 발명의 목적을 손상하지 않는 양으로 함유할 수 있다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)로 구체적으로는 예컨대 에틸렌/프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌/1-부텐 랜덤 공중합체, 에틸렌/프로필렌/1-부텐 랜덤 공중합체, 에틸렌/1-헥센 랜덤 공중합체, 에틸렌/4-메틸-1-펜텐 랜덤 공중합체, 에틸렌/1-옥텐 랜덤 공중합체 및 에틸렌/1-데센 랜덤 공중합체 중 어느 하나일 수 있다. 이들 중에서, 에틸렌/프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌/1-부텐 랜덤 공중합체, 에틸렌/1-헥센 랜덤 공중합체, 에틸렌/4-메틸-1-펜텐 랜덤 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 랜덤 공중합체가 바람직하게 사용된다. 이들 공중합체는 조합하여 사용할 수 있다.
[선형 저밀도 폴리에틸렌(C)]
본 발명에서 사용되는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)은 공지의 지글러-나타 촉매 또는 메탈로센 촉매의 존재하에 에틸렌과 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀을 공중합함으로써 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (수지)이다.
3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀은 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 3,3-디메틸-1-부텐, 1-헵텐, 메틸-1-헥센, 디메틸-1-펜텐, 트리메틸-1-부텐, 에틸-1-펜텐, 1-옥텐, 메틸-1-펜텐, 디메틸-1-헥센, 트리메틸-1-펜텐, 에틸-1-헥센, 메틸에틸-1-펜텐, 디에틸-1-부텐, 프로필-1-펜텐, 1-데센, 메틸-1-노넨, 디메틸-1-옥텐, 트리메틸-1-헵텐, 에틸-1-옥텐, 메틸에틸-1-헵텐, 디에틸-1-헥센, 1-도데센 및1-헥사도데센 중 어느 하나일 수 있다. 이들 중에서, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐 등의 3 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀이 바람직하다.
이들 α-올레핀들은 단독으로 또는 조합하여 사용한다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)으로서, 예컨대 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/1-부텐 공중합체, 에틸렌/1-펜텐 공중합체, 에틸렌/1-헥센 공중합체, 에틸렌/4-메틸-1-펜텐 공중합체 또는 에틸렌/1-옥텐 공중합체를 들 수 있다.
선형 저밀도 폴리에틸렌(C)에서, 에틸렌으로부터 유래된 구성 단위의 함량 (에틸렌 함량)은 통상 1 내지 10 몰%, 바람직하게 2 내지 8 몰%, 더욱 바람직하게 3 내지 8 몰%의 범위이다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체의 조성은 구체적으로는 통상 10 mm 직경의 시료 튜브 내에서 약 200 mg의 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 1 mL의 헥사클로로부타디엔 중에 균일하게 용해시키고 수득된 시료의13C-NMR 스펙트럼을 120℃의 측정 온도, 25.05 MHz의 측정 주파수, 1500 Hz의 스펙트럼폭, 4.2 초의 펄스 반복 시간 및 6 마이크로초의 펄스폭의 조건 하에서 측정함으로써 구한다.
선형 저밀도 폴리에틸렌(C)은 0.2 내지 30 g/10 분, 바람직하게 0.5 내지 20 g/10 분, 더욱 바람직하게 2 내지 20 g/10 분의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)를 갖는다. 용융 흐름 속도가 상기범위 내이면, 통상적인 성형기에 의해 성형성이 우수한 조성물을 수득할 수 있다.
선형 저밀도 폴리에틸렌(C)은 890 내지 940 kg/m3, 바람직하게 900 내지 940 kg/m3, 더욱 바람직하게 900 내지 930 kg/m3의 밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)를 갖는다. 밀도가 상기 범위 내이면, 내용물을 충전할 때 충전 속도의 저하를 피할 수 있는 적합한 점성의 필름으로 성형할 수 있고 우수한 저온 열밀봉성이 실현될 수 있는 적합한 융점을 갖는 조성물이 수득될 수 있다. 이 조성물은 폴리프로필렌용 실란트로 적합하다.
[폴리프로필렌용 실란트]
상기한 바와 같이 본 발명의 폴리프로필렌용 실란트는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 조성물로 본질적으로 구성된다. 즉, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)은 상기 조성물에 필수적으로 포함되고, 이것 외에, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)이 상기 조성물에 포함된다.
상기 조성물에서, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의 합계량을 기준으로, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)은 10 내지 85 중량%, 바람직하게 15 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게 15 내지 60 중량%의 양으로 함유되고; 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)는 50 중량% 이하, 바람직하게 10 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게 20 내지 50 중량%의 양으로 함유되고; 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)와 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)은 합계량으로 15 내지 90 중량%, 바람직하게 20 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게 40내지 85 중량% 함유된다. 단, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)와 선형 저밀도 폴리에틸렌(C) 중 어느 하나는 합계량을 기준으로 0%일 수 있다.
본 발명에서, 실란트 조성물은 실질적으로 폴리프로필렌 (단독중합체, 블록 공중합체, 등)을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 실란트 조성물은 실질적으로 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)와, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)만으로 구성된 것이 더욱 바람직하고, 좀 더 바람직한 것은 실란트 조성물이 실질적으로 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)만으로 구성된 것이다.
또한, 상기 조성물은 1 내지 15 g/10 분, 바람직하게 2 내지 15 g/10 분, 더욱 바람직하게 4 내지 13 g/10 분의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정된 MFR)를 나타낸다. 190℃에서 측정한 그의 용융 장력(MT)은 5 내지 100 mN, 바람직하게 10 내지 90 mN 및 더욱 바람직하게 15 내지 60 mN의 범위이다.
상기 조성물의 용융 장력(MT)은 용융된 시료를 일정한 속도로 연신할 때 나타나는 응력(stress)으로서 측정한다. 본 발명에서, 구체적으로는, 용융 장력(MT)은 용융된 시료를 190℃의 수지 온도, 15 mm/분의 압출 속도, 15 m/분의 감기 속도, 2.10 mm의 노즐 직경 및 8 mm의 노즐 길이의 조건 하에서 MT 측정기 (도요 세이키 세이사쿠쇼 컴퍼니 리미티드(Toyo Seisakusho Co., Ltd.) 제조)에 의해 연신시킬 때의 응력으로서 측정한다.
용융 흐름 속도(MFR)와 용융 장력(MT)이 상기 범위 내이고 그의 함유량도 상기 범위 내인 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)으로 구성된 조성물은 압출 적층 시 넥-인을 감소시킬 수 있고 인플레이션 성형 시 거품 안정성이 우수하다. 게다가, 상기 조성물은 피접착체로서 폴리프로필렌을 포함하는 밀봉 포장 용기를 용이하게 개봉할 수 있는 밀봉 강도를 나타내는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제조할 수 있다. 그러므로, 상기 조성물은 폴리프로필렌용 실란트를 구성하는데 적합하다.
본 발명에서, 필요에 따라, 상기 조성물에 열안정제, 내후안정제, 미끄럼제(slip agent) 및 블록방지제와 같은 일반적인 첨가제를 성형 방법, 사용 형태 등에 따라 본 발명의 목적을 손상하지 않는 양으로 배합할 수 있다.
[폴리프로필렌용 실란트의 제조]
본 발명의 폴리프로필렌용 실란트 (즉, 상기 조성물)는 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)과 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(C) 및 필요에 따라 상기 첨가제와 함께 각종 공지 방법으로 용융 혼합함으로써 제조한다.
구체적으로는, 본 발명의 폴리프로필렌용 실란트는 상기 성분들을 예컨대 헨쉘 믹서(Henschel mixer)에 의해 동시에 또는 연달아 건식 배합함으로써, 또는 상기 성분들을 예컨대 헨쉘 믹서, V 블렌더, 텀블러 믹서 또는 리본 블렌더에 의해 먼저 혼합하고 그 이후에 상기 혼합물을 일축 압출기, 다축 압출기, 니더 또는 밴버리 믹서와 같은 혼련 장치에 의해 용융 혼련함으로써 수득할 수 있다.
압출기, 니더 또는 밴버리 믹서와 같이 우수한 혼련능을 갖는 혼련 장치를 사용하면, 성분들이 아주 균일하게 분산된 실란트가 수득될 수 있다.
상기 제조 공정 중 임의의 단계에서, 필요에 따라, 열안정제 등의 상기 첨가제를 상기 혼합물에 첨가할 수 있다.
개봉이 용이한 밀봉 포장 용기
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는 본 발명에 따른 상기 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층(II)이 열밀봉에 의해 적층된 구조를 갖는 적층체로 구성된다.
상기 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)에 5 내지 100 μm, 바람직하게 10 내지 50 μm의 두께를 갖는 실란트층(I)이 적층된 구조를 갖는 적층체로 구성될 수 있다. 실란트와 폴리프로필렌 피접착체 (수지층(II))를 열밀봉에 의해 적층하는 방법을 사용한다.
예컨대, 상기의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는,
베이스층(III)에 앵커(anchor) 피복제를 코팅하고, 여기에 고압법 저밀도 폴리에틸렌층 (IV)을 압출 적층하고, 고압법 저밀도 폴리에틸렌층 (IV) 위에 실란트층(I)을 압출 적층하는 방법 (a);
베이스층(III)에 폴리올레핀을 산 변형시켜 수득된 접착성 수지층 (V)을 압출 적층하고, 접착성 수지층 (V) 위에 실란트층(I)을 압출 적층하는 방법 (b);
베이스층(III)에 폴리올레핀을 산 변형시켜 수득된 접착성 수지층 (V)과 실란트층(I)을 공압출에 의해 적층하는 방법 (c);
인플레이션 또는 주형 성형에 의해 수득된 성형 실란트층(I)을 건식 적층에의해 베이스층(III)에 접합시키는 방법 (d); 또는
베이스층(III), 접착성 수지층 (V) 또는 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 접착층, 상기 실란트층을 인플레이션 성형기 또는 주형 성형기로 공압출하여 성형하는 방법 (e)에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기로는 예컨대 주형 성형 또는 시트 성형에 의해 수득된 필름 또는 시트 성형품, 또는 예컨대 사출 성형 또는 진공 성형에 의해 수득된 컵 성형품을 들 수 있다.
사용하는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기는, 실란트층에 적층되는 피접착체가, 폴리프로필렌으로 구성되는 한 제한은 없으며, 내부층으로서 장벽층을 갖는 예컨대 다층 필름, 시트 또는 컵으로 만들 수 있다.
필름 또는 시트 성형품을 사용할 때는, 실란트 적층체와 폴리프로필렌 필름 또는 시트의 3-방향을 열밀봉에 의해 밀봉하여 포장 용기를 수득하고, 여기에 내용물을 충전하고, 상기 포장 용기의 상부를 열밀봉한다.
컵 성형품을 사용할 때는, 내용물을 폴리프로필렌 컵에 충전하고, 뚜껑으로서 실란트 적층체를 사용하여 열밀봉에 의해 적층시킨다.
상기의 경우, 예컨대 적층체의 뚜껑과 폴리프로필렌의 수지층(II)의 컵으로 구성된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기에서,
상기 적층체는 본 발명의 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층(II)을 적층시키고 상기 실란트층(I)의 폴리프로필렌의 수지층(II)으로 적층된 면과 반대쪽의 면에 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)을 적층시킨 구조를 가지며, 이때 상기 베이스층(III)과 상기 실란트층(I)은 각각 5 내지 100 μm, 바람직하게 10 내지 50 μm의 두께를 갖는다.
[실시예]
본 발명을 하기의 실시예에 의하여 좀 더 자세히 설명하지만 본 발명은 하기의 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
각각 두께가 50 μm, 20 μm 및 20 μm인, 호모폴리프로필렌 (호모PP)의 베이스층, 에틸렌/프로필렌 공중합체 (EP)의 접착층 및 실란트층으로 구성된 3층 필름을 350 mm 다이폭의 주형 성형기를 사용하여 공-압출함으로써 제조하였다. 3층 필름의 제조는 10 m/분의 속도로 수행하였다.
상기 호모폴리프로필렌 (호모PP)의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 따라 230℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)는 7.0 g/10 분이었다. 상기 에틸렌/프로필렌 공중합체 (EP)의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 따라 230℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)는 1.8 g/10 분이었다.
상기 실란트층을 구성하는 실란트로서,
용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 따라 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16이 20 g/10 분이고, 밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 885 kg/m3이며, GPC를 사용하여 구한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.9이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 10 kg 하중 하에서 측정) MFR10대 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16의 비 MFR10/MFR2.16가 6.3을 나타내는 50 중량부의 에틸렌/1-부텐 공중합체 (이후 "EB-(1)"라 함), 및
용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 따라 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)가 7 g/10 분이고, 밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 918 kg/m3이며, 190℃에서 측정한 용융 장력(MT)이 65 mN인 50 중량부의 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (이후 "HPLDPE(1)"라 함)
으로 구성된 조성물을 사용하였다.
그 이후에, 수득된 3층 필름의 실란트층 표면에 200 μm 두께의 호모폴리프로필렌 시트 (피접착체)를 하기의 방식으로 열밀봉하였다. 열밀봉 강도는 하기와 같이 측정하였다.
열밀봉 강도:
수득된 3층 필름의 실란트층 표면에 호모폴리프로필렌 시트를 겹치고, 이 적층체를 각각 160℃, 170℃, 180℃, 190℃ 및 200℃에서 0.2 MPa의 압력 하에서 1 초간 5 mm 폭의 밀봉 바를 사용하여 열밀봉하고, 냉각되도록 두었다. 이것으로부터 15 mm 폭의 시험편을 절단하고, 열밀봉된 부분을 300 mm/분의 크로스헤드(cross head) 속도로 박리하였다. 박리 강도를 열밀봉 강도 (mN/15 mm)로 간주하였다.
결과는 표 1에 기재하였다.
비교예 1
실시예 1에서 3층 필름의 실란트층을 구성하는데 사용된 조성물 대신에 40 중량부의 상기 에틸렌/1-부텐 공중합체 (EB-(1)), 40 중량부의 상기 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (HPLDPE(1)) 및 20 중량부의 상기 호모폴리프로필렌 (호모PP)으로 구성된 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 공정을 반복하였다. 결과는 표 1에 기재하였다.
실시예 1 비교예 1
실란트층 형성용 조성물
조성 [중량부]
EB (1) 50 40
HPLDPE (1) 50 40
호모PP - 20
물성
MFR (190℃) [g/10 분] 9.5 8.2
용융 장력 [mN] 27 22
열밀봉 강도 [mN/15 mm]
밀봉 온도
160℃ 7.7 5.8
170℃ 11.1 6.4
180℃ 13.2 7.0
190℃ 12.8 6.9
200℃ 13.0 6.3
표 1로부터 명백하게 알 수 있듯이, 에틸렌/1-부텐 공중합체 (EB-(1)), 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (HPLDPE(1)) 및 호모폴리프로필렌 (호모PP)으로 구성된 조성물을 실란트로서 사용한 비교예 1에서는 만족스러운 밀봉 강도가 얻어지지 않았다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 2 및 3
압출 적층에 의해 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)의 베이스층에 앵커 피복제를 코팅하고, 310℃의 설정 온도에서 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)을 압출 적층하였다.
그 이후, 수득된 LDPE층 위에 305℃의 설정 온도에서 압출 적층에 의해 실란트층을 적층하였다.
이렇게 수득된 적층체 층의, PET층, LDPE층 및 실란트층의 두께는 각각 12 μm, 25 μm 및 30 μm이었다.
상기 압출 적층은 65 mm 축 직경과 500 mm 다이폭을 갖는 압출 적층 성형기를 사용하여 130 mm의 에어갭(air gap)과 80 m/분의 감기 속도의 조건 하에서 수행하였다.
<실란트층을 구성하는데 사용된 수지>
(1) 에틸렌/1-부텐 공중합체 (EB(1))
실시예 1에서 사용된 에틸렌/1-부텐 공중합체 (EB(1))와 동일함
(2) 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (HPLDPE(1))
실시예 1에서 사용된 고압법 저밀도 폴리에틸렌 (HPLDPE(1))과 동일함
(3) 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE(1))
MFR (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정): 4.0 g/10 분,
밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정): 905 kg/m3,
공단량체: 1-헥센,
에틸렌 함량: 94 몰%, 및
중합에 사용된 촉매: 메탈로센계 올레핀 중합 촉매.
(4) 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE(2))
MFR (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정): 4.0 g/10 분,
밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정): 920 kg/m3,
공단량체: 1-부텐,
에틸렌 함량: 89 몰%, 및
중합에 사용된 촉매: 지글러계 올레핀 중합 촉매.
성형성은 넥-인을 기준으로, 즉, 20 μm의 필름 두께와 80 m/분의 감기 속도의 조건 하에서 수행된 압출에 대한 압출기 다이폭과 필름폭 사이의 차이, 그리고 드로다운성(drawdown property)을 기준으로, 즉, 넥-인의 측정에서와 동일한 압출 조건 (필름 두께: 20 μm) 하에서 감기 속도가 증가될 때 필름 파괴가 일어나는 속도로 평가하였다.
그 이후, 이렇게 수득된 3층 필름의 실란트층의 표면에 200 μm 두께의 호모폴리프로필렌 시트 (피접착체)를 하기의 방식으로 열밀봉하였다. 열밀봉 강도는 하기와 같이 측정하였다.
열밀봉 강도:
수득된 3층 필름의 실란트층 표면에 호모폴리프로필렌 시트를 겹치고, 이 적층체를 각각 160℃, 170℃, 180℃, 190℃ 및 200℃에서 0.3 MPa의 압력 하에서 4 초간 5 mm 폭의 밀봉 바를 사용하여 열밀봉하고, 냉각되도록 두었다. 이것으로부터 15 mm 폭의 시험편을 절단하고, 열밀봉된 부분을 300 mm/분의 크로스헤드 속도로 박리하였다. 박리 강도를 열밀봉 강도 (mN/15 mm)로 간주하였다.
결과는 표 2에 기재하였다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 2 비교예 3
실란트층 형성용 조성물
조성 [중량부]
EB (1) 40 30 40 60 50
HPLDPE (1) 20 20 20 40 -
LLDPE (1) 40 50 - - 50
LLDPE (2) - - 40 - -
물성
MFR (190℃)[g/10 분] 6.3 6.4 5.0 11 7.1
용융 장력 [mN] 23 21 29 21 3.9
성형성
넥-인 [mm] 68 80 73 51 120
드로다운성 [m/분] 290 300 280 300 300
열밀봉 강도 [mN/15 mm]
밀봉 온도
160℃ 22.7 22.1 24.7 16.9 -
170℃ 25.5 22.2 26.2 17.8 -
180℃ 24.5 23.4 27.8 20.2 -
190℃ 38.0 37.9 38.6 26.8 -
200℃ 42.7 40.5 36.8 18.8 -
비교예 2에서는, 200℃에서 열밀봉 강도의 감소가 나타났다. 비교예 3에서는, 넥-인이 너무 커서 실용상 결함이 발생하였다.
본 발명에 의해, 압출 적층 시 넥-인을 감소시킬 수 있고, 인플레이션 성형 시 거품 안정성이 우수하며, 피접착체로서 폴리프로필렌을 포함하는 밀봉 포장 용기를 용이하게 개봉할 수 있는 밀봉 강도를 나타내는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기를 제조할 수 있는 폴리프로필렌용 실란트가 제공된다. 또한, 이러한 특성을 갖는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기도 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 910 내지 930 kg/m3이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)가 0.5 내지 20 g/10 분인 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 및
    밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 860 kg/m3이상 890 kg/m3미만이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16이 0.5 내지 40 g/10 분이며, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 구한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5 내지 3인, 에틸렌과 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로부터 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B), 및/또는
    밀도 (ASTM D 1505에 의거하여 측정)가 890 내지 940 kg/m3이고, 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)가 0.2 내지 30 g/10 분인, 에틸렌과 3 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀으로부터 수득된 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)을 포함하는 조성물로 본질적으로 구성되고,
    상기 조성물은, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A), 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의 합계량을 기준으로, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(A)을 10 내지 85 중량%의 양으로 함유하고, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)를 50 중량% 이하의 양으로 함유하며, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)와선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의 합계량을 15 내지 90 중량%의 양으로 함유하며,
    상기 조성물의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정)는 1 내지 15 g/10 분이며, 190℃에서 측정한 조성물의 용융 장력(MT)은 5 내지 100 mN인,
    폴리프로필렌용 실란트.
  2. 제 1항에 있어서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체(B)의 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 10 kg 하중 하에서 측정) MFR10대 용융 흐름 속도 (ASTM D 1238에 의거하여 190℃에서 2.16 kg 하중 하에서 측정) MFR2.16의 비 MFR10/MFR2.16가 5 내지 20인 폴리프로필렌용 실란트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 선형 저밀도 폴리에틸렌(C)의 GPC로 구한 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.5 내지 5의 범위인 폴리프로필렌용 실란트.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재한 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층(II)이 열밀봉에 의해 적층된 구조를 갖는 적층체로 구성된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 적층체는 상기 실란트층(I)의 폴리프로필렌의수지층(II)이 적층된 면과 반대쪽의 면에 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)이 적층된 구조를 가지며, 상기 실란트층(I)은 5 내지 10 μm의 두께를 갖는 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 베이스층(III)에 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에서 기재한 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)이 압출 적층에 의해 적층된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에서 기재한 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)이 인플레이션 성형 또는 주형 성형에 의해 형성된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기.
  8. 적층체의 뚜껑과 폴리프로필렌 수지층(II)의 컵으로 구성된 개봉이 용이한 밀봉 포장 용기로서,
    상기 적층체는 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에서 기재한 폴리프로필렌용 실란트로 본질적으로 구성된 실란트층(I)의 한쪽 면에 폴리프로필렌의 수지층(II)이 적층되고 상기 실란트층(I)의 폴리프로필렌의 수지층(II)이 적층된 면과 반대쪽의 면에 폴리에스테르, 폴리아미드, 금속 증착 필름, 알루미늄 호일 및 폴리올레핀 중에서 선택된 베이스층(III)이 적층된 구조를 가지며, 상기베이스층(III)과 상기 실란트층(I)은 각각 5 내지 100 μm의 두께를 갖는,
    개봉이 용이한 밀봉 포장 용기.
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