KR20030052548A

KR20030052548A - 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물

Info

Publication number: KR20030052548A
Application number: KR1020010082552A
Authority: KR
Inventors: 박지용; 서강원
Original assignee: 삼성종합화학주식회사
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-27
Also published as: KR100792112B1

Abstract

본 발명은 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 100중량부의 고밀도 폴리에틸렌과 0.01~0.5중량부의 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제로 구성된 폴리에틸렌 수지 조성물에 관한 것이며, 본 발명의 수지조성물로 성형된 병뚜껑은 우수한 백색도와 오가노렙틱 성능을 갖는다.

Description

병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물{Polyethylene Resin Composition For Bottle Cap}

본 발명은 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고밀도 폴리에틸렌 100중량부에 0.01~0.5중량부의 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제가 첨가된 것을 특징으로 하는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지조성물에 관한 것이다.

음료용으로 사용되는 일반적인 스크루 방식의 병뚜껑에 있어서 중요한 요구물성중의 하나는 우수한 오가노렙틱 특성으로서 이는 병뚜껑에 사용된 수지조성물이 음료의 맛과 냄새에 영향을 미쳐서는 안된다는 것으로, 특히 생수와 같은 순수음료에서 매우 중요하게 여겨지고 있으며, 최근 유럽시장을 중심으로 이러한 물성에 대한 요구가 급속히 증대되고 있는 상황이다.

병뚜껑용 수지조성물의 오가노렙틱 특성은 폴리에틸렌 자체의 저분자 물질과 폴리에틸렌의 기능향상을 위해 첨가되는 첨가제등에 영향을 받는 것으로 알려져 있다.

미국특허 US5948846, 한국특허 2001-046400는 병구와 병뚜껑간의 마찰력을 감소시키는 첨가제로서 사용되는 지방산 아마이드와 같은 저분자 활제성분의 영향을 지적하였고, 병뚜껑용 폴리에틸렌 조성물의 오가노렙틱 특성 개선 방법으로, 무기 제올라이트를 사용하거나 저분자 활제성분을 대체한 실리콘 화합물을 사용한 기술을 개시하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 기술은 오가노렙틱 특성의 영향인자를 마찰계수를 감소시키는 저분자량의 지방산 아마이드로 국한하여 페놀계 산화방지제와 같은 자극적 성분에 의한 영향을 고려하지 않고 있으며, 페놀계 산화방지제는 촉매잔사 및 무기안료등에 존재하는 티타늄등과 같은 금속성분과의 반응에 의해 발색단을 형성시켜 황색계열의 색상을 나타내며 시간이 경과함에 따라 황색의 정도가 계속 심해지는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산화방지제로서 비페놀계 라디칼 포획제를 사용하여 음료의 맛과 냄새의 변화를 유발시키지 않고, 백색안료가 첨가된 백색 병뚜껑에 적용시 우수한 백색도를 나타내고 장기보관시에도 백색도의 변화가 없는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물을 제공함을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 100중량부의 고밀도 폴리에틸렌과 0.01~0.5중량부의 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제로 구성된 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물에 관한 것이다.

이하에서, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 폴리에틸렌 100중량부당 비페놀계의 라디칼 포획제로서 탈로우 알킬아민계의 산화방지제가 0.01~0.5중량부로 첨가되어 용융혼합된 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 폴리에틸렌은 에틸렌 단일 중합체와 1이상의 단량체와의 공중합체를 나타낸다. 사용될 수 있는 단량체는 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1과 같이 4∼6개의 탄소원자를 함유하는 선형 또는 분지형 알파 올레핀이다.

본 발명에 사용되는 폴리에틸렌은 용융지수가 ASTM D1238에 따라 2.16kgf/㎠ 하중, 190℃ 온도하에서 측정했을때 0.1∼ 20g/10분이며, 밀도가 ASTM D1505에 따라 23℃ 온도하에서 0.940g/㎤ 이상인 고밀도 폴리에틸렌이 적합하다. 용융지수가 0.1g/10분 미만일 때는 유동성 저하로 사출 및 압축성형이 곤란한 문제점이 있으며, 20g/10분 초과일 때는 기계적 물성의 저하로 병뚜껑의 기능을 발현할 수 없다.

한편, 본 발명에 사용된 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제는 CIBA-GEIGY社의 Irgastab FS042와 같이 R-NOH-R(R=C₁₈H₃₇) 구조의 것이다.

탈로우 알킬 아민계의 산화방지제는 폴리에틸렌 100중량부당 0.01~0.5 중량부가 적합하며 0.01중량부 미만이면 산화방지의 기능이 저하되고, 0.5중량부를 초과하면 경제성이 저하된다.

본 발명에 따른 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물은 비페놀계 라디칼 포획제로서 탈로우 알킬 아민계 산화방지제외에 내산제, 포스파이트계 산화방지제와 같은 첨가제를 함유할 수 있다. 조성물에서 이들 첨가제의 각 함량은 1중량부 이하이고, 바람직하기로는 0.5중량부 이하이다.

또한, 본 발명에 따른 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물은 병뚜껑의 색상을 나타내기 위한 안료를 함유할 수 있다. 일반적으로 안료의 함량은 2 중량부 이하이다.

본 발명에 따른 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물은 일반적인 이축압출기를 이용하여 고밀도 폴리에틸렌 100중량부, 탈로우 알킬 아민계 산화방지제 0.01∼0.5중량부, 1중량부 이하의 기타 첨가제를 헨셀믹서를 이용하여 균일하게 분산후 압출기의 주공급부에 넣고 150∼220℃의 온도에서 용융압출하여 혼합시켜 펠렛 형태로 얻어진다.

상기 수지 조성물은 압축성형 및 사출성형과 같은 일반적인 병뚜껑 제조성형 방법에 모두 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예1>

용융지수 2.0g/10분, 밀도 0.952g/㎤을 갖는 고밀도 폴리에틸렌 파우더 100중량부에 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제 FS042(Ciba-Geigy) 0.01중량부, 내산제인 칼슘스테아레이트 0.1중량부, 트리(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 0.1중량부의 비율로 하여 전체 혼합물이 50kg이 되게 하여 헨셀 믹서로 혼합한 다음, 이축 압출기를 이용하여 가공온도 220℃에서 압출 가공하여 펠렛상으로 제조하였다.

상기 조성물로 사출쉬트및 병뚜껑을 제조한 후 백색도와 맛, 냄새를 평가하였다. 평가결과는 표 1에 나타내었다.

병뚜껑은 28mm 규격으로 48개 캐비티를 가진 사출기를 사용하였으며,사출온도 250℃, 사출압력 175 bar, 사출속도 160mm/초, 사출시간 2초, 사출보압 45 bar의 사출조건로 성형하였다.

<실시예 2>

탈로우 알킬 아민계의 산화방지제를 0.5중량부로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시, 평가하였으며. 평가결과는 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

탈로우 알킬 아민계의 산화방지제 0.01중량부대신에 페놀계의 산화방지제인 펜타에리티리톨 테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트) 0.5중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시, 평가하였으며, 평가결과는 표 1에 나타내었다.

(주)

(1)FS042(Ciba-Geigy)

(2)펜타에리티리톨 테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오 네이트)

(3)트리(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트

<평가방법>

1)백색도는 비색계로 측정하였다.

2)관능검사는 500g의 펠렛을 500ml의 플라스크에 넣고 생수로 채운 후 60℃의 오븐에 48시간 방치한 후, 48시간 자연냉각시킨 후, 동시험에 경험이 있는 5인의 패널이 행하였다.

상기 표1의 결과로부터 비페놀계 라디칼 포획제를 함유한 수지 조성물로부터 제조된 병뚜껑은 비교예 1의 페놀계 라디칼 포획제를 첨가한 조성물에 비하여 현저히 우수한 백색도와 오가노렙틱 성능을 지님을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지조성물로 성형된 병뚜껑은 우수한 백색도를 지니며, 장기간 보관시에도 색상 변화가 없으며, 음료의 맛과 냄새 변화를 유발하지 않는다.

Claims

100중량부의 고밀도 폴리에틸렌과 0.01~0.5중량부의 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제로 구성된 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물.

제 1항에 있어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌이 용융지수가 2.16kgf/㎠의 하중, 190 ℃ 온도하에서 ASTM D1238에 따라 측정했을 때 0.1∼20g/10분이며, 밀도가 23℃ 에서 ASTM D1505에 따라 측정했을 때 0.940g/㎤ 이상인 고밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물.

제 1항에 있어서, 상기 탈로우 알킬 아민계의 산화방지제가 R-NOH-R(R=C₁₈H₃₇) 의 구조인 것을 특징으로 하는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물.

제 1항에 있어서, 폴리에틸렌 100중량부에 대해서 내산제 및/또는 포스파이트계 산화방지제를 1중량부 이하 추가로 첨가한 것을 특징으로 하는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물.

제 1항 또는 제 4항에 있어서, 폴리에틸렌 100중량부에 대해서 안료를 2중량부 이하 추가로 첨가한 것을 특징으로 하는 병뚜껑용 폴리에틸렌 수지 조성물.