KR20070068697A - 마찰계수와 열접착온도가 낮은 폴리프로필렌계 수지조성물 - Google Patents

마찰계수와 열접착온도가 낮은 폴리프로필렌계 수지조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온 열접착용 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에 저밀도에틸렌 1~10 중량부 및 실리카계 화합물과 폴리메틸메타크릴레이트계 화합물이 혼합된 안티블로킹제 0.1~1 중량부를 포함하는 열접착성 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이며, 본 발명에 의해 슬립제를 사용하지 않고도 마찰계수의 값을 낮추어서 필름이 잘 떨어질 수 있는 폴리프로필렌 필름을 제공할 수 있다.
안티블로킹제, 열접착성, 폴리프로필렌 필름, 마찰계수, 슬립제

Description

마찰계수와 열접착온도가 낮은 폴리프로필렌계 수지조성물{Polypropylene having a low coefficient of friction and a low heat-adhesive temperature}
본 발명은 무연신 폴리프로필렌 필름용으로 사용되는 저온 열접착용 폴리프로필렌 수지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에, 저밀도에틸렌 1~10 중량부 및 실리콘 화합물인 안티블로킹제 0.1~1 중량부를 포함하는 열접착성 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것이다.
무연신 폴리프로필렌 필름은 가격이 저렴하고 열접착성이 우수하여 식품포장에 널리 사용되고 있다. 포장시 생산속도를 높이기 위해서는 열접착 온도를 높여 열접착 시간을 줄이거나, 열접착층에 사용되는 수지의 열접착 온도를 낮추는 방법이 있는데, 고온에서 접착시에는 열에 의해 필름이 손상될 수 있으므로 낮은 열접착온도를 갖는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수지의 열접착온도는 수지의 용융온도와 관계가 있어 용융온도가 낮을수록 열접착온도가 낮아진다. 그러나 낮은 용융온도를 가지면 저결정성 물질이 많아져 필름의 블로킹을 유발한다. 따라서 필름의 내블로킹성을 높이기 위해서는 일반적으로 수지에 안티블로킹제를 혼합한다. 사용되는 안티블로킹제로는 이산화실리콘이 가장 널리 사용되며, 경화된 실리콘, 폴리아미드-6, 폴리아미드-6,6, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 벤조에이트 등이 사용되기도 한다. 그러나 상기 안티블로킹제가 과도하게 사용되면 필름의 투명성이나 광택성이 저하되는 단점이 있다. 또한 상기의 안티블로킹제를 첨가시 필름의 마찰계수가 증가하게 되고, 따라서 이러한 필름의 마찰계수를 낮추기 위해서는 일반적으로 슬립제를 혼합한다. 하지만 이 경우 필름의 제조시 슬립제가 불순물로 작용하여 필름의 투명성이나 광택성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 기존의 문제점을 해결하는 것에 있어, 폴리프로필렌 수지에 새로운 안티블로킹제를 첨가하여 그 양을 조절함으로써 슬립제를 사용하지 않고 마찰계수의 값을 낮추어서 필름이 잘 떨어질 수 있는 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 폴리올레핀계 수지조성물은 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에 저밀도폴리에틸렌 1~10 중량부 및 실리카계 화합물인 안티블로킹제와 폴리메틸메타크릴레이트계 화합물인 안티블로킹 제의 혼합물 0.1~1 중량부를 포함한다.
본 발명의 조성물 중에 포함되는 폴리프로필렌 수지는 프로필렌을 주성분으로 하는 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체로서, 용융온도가 125~135℃인 것으로 열접착성이 우수하다. 상기의 용융온도가 125℃ 미만이면 폴리프로필렌 수지의 생산이 어려우며 135℃를 넘어가면 열접착성이 나빠진다. 수지의 용융지수는 5.0~8.0으로 일반적으로 무연신 폴리프로펠렌 필름에 사용되는 폴리프로필렌 수지와 유사한 흐름성을 가진다.
이러한 압출코팅용 폴리프로필렌 수지를 필름으로 제조시 용융장력을 보완하기 위해 저밀도 선형폴리에틸렌을 포함하며, 이 때 사용되는 저밀도 선형폴리에틸렌은 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에 대해 1~10 중량부가 적당하다. 저밀도 선형폴리에틸렌의 함량이 1 중량부 미만일 경우 용융장력의 개선효과가 적고, 10 중량부를 초과할 경우는 고속가공성이 저하되는 문제점이 생긴다.
또한 무연신 폴리프로펠렌 필름에 사용되는 폴리프로필렌 수지의 블로킹력을 보완하기 위해 안티블로킹제가 사용된다. 사용되어지는 안티블로킹제로는 실리카계 화합물과 폴리메틸메타크릴계 화합물이 사용되어지며, 그 양은 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에 대해 각각 0.01~1 중량부가 적당하다. 사용되어지는 안티블로킹제는 실리카계 화합물로 제품명 JC-30(Mizusawa Industrial Chemicals), KMP-701(Shin Etsu)과 폴리메틸메타크릴레이트계 화합물로 제품명 EPOSTAR(NIPPON SHOKUBAI) 등이 있다. 또 사용되어지는 안 티블로킹제의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우는 블로킹력의 개선효과가 적고, 1 중량부 초과일 경우 필름 표면에 블로킹제의 응집현상으로 필름의 투명도가 크게 떨어지게 된다.
본 발명의 수지조성물에서 내열안정제, 중화제 등과 같은 통상의 압출코팅 수지조성물용 각종 첨가제를 본 발명의 특징에 어긋나지 않는 범위 내에서 첨가할 수 있다.
본 발명의 수지조성물을 제조하는 방법에 있어서는 특별한 제한이 없고 보편적으로 알려진 폴리프로필렌 수지조성물을 제조하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 통상 수지와 각 성분들을 필요한 양으로 첨가하여 1축, 또는 2축 압출기 등을 사용하여 혼련하는 방법이 이용될 수 있다.
이하, 본 발명은 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 이해되어질 수 있으며, 이러한 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않는 것으로 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1>
용융지수 7g/10min(230℃)이고 용융온도 135℃인 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체에 첨가제로 1차 산화방지제(Iganox-1010) 0.1 중량부, 2차 산화방지제(Igafos-168) 0.1 중량부, 중화제(Tinuvin770DF) 0.05 중량부를 배합하고, JC-30(Mizusawa Industrial Chemicals)과 EPOSTAR(NIPPON SHOKUBAI)를 [표 1]의 함량비로 배합하고, 용융지수 6g/10min(190℃)이고 용융온도 110℃인 저밀도 선형폴리 에틸렌을 [표 1]의 함량비로 혼합한 후, 2축 압출기를 이용하여 210℃에서 펠렛상의 조성물을 얻었다.
이 조성물을 구경 40mm구경의 압출기 및 T-다이를 이용하여 용융온도 240℃에서 압출하여 표면온도 20℃의 냉각수로 급냉하여 필름을 성형하여, 두께 30㎛, 폭 40㎝의 롤상 필름을 얻었다. 이를 가지고 헤이즈, 마찰계수. 열접착온도 등을 측정하였다.
헤이즈는 50mm x 50mm의 필름샘플을 헤이즈미터를 이용하여 빛을 통과시켜 그 정도를 알아보았다.
- 헤이즈(%) = (샘플에 의해 산란된 빛 / 총 통과한 빛) x 100
- 마찰계수는 ASTM D1894에 의거하여 측정하였다.
- 열접착온도는 열접착면이 안쪽으로 오도록 하여 2장의 필름을 겹쳐놓고 필요한 온도를 가지는 열접착기구로 필름의 겹쳐진 면을 1초간 누른 후 길이 100mm, 넓이 10mm의 사이즈로 자른 후 필름의 접착되지 않은 쪽을 유니버살 테스트 기기에 물려놓고 시험을 실시한다. 이 때 기기의 크로스헤드 속도는 300mm/min이고, 로드 셀의 무게는 10kg이다.
<실시예 2∼3>
[표 1]에서와 같이 안티블로킹제의 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 <실시예 1>과 동일하게 실시하였다.
<비교예 1∼3>
[표 1]에서와 같이 안티블로킹제의 종류와 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 <실시예 1>과 동일하게 실시하였다.
실리카계 (JC-30) 함량(중량부) 실리카계 (KMP701) 함량(중량부) PMMA계 (EPOSTAR) 함량(중량부) 마찰계수 (COF) 흐림도 (Haze%)
실시예1 0.06 - 0.06 0.54 1.60
실시예2 0.06 - 0.08 0.54 1.96
실시예3 0.06 - 0.1 0.50 2.12
비교예1 0.06 0.06 - 0.57 2.82
비교예2 0.12 - - 0.80 2.00
비교예3 - 0.06 0.06 0.57 2.86
상기와 같은 본 발명에 의해 폴리프로필렌 수지에 새로운 안티블로킹제를 첨가하여 그 양을 조절함으로써 슬립제를 사용하지 않고 마찰계수의 값을 낮추어서 필름이 잘 떨어질 수 있는 폴리프로필렌 필름을 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 용융온도가 125~135℃인 결정성 에틸렌-프로필렌-1-부텐 삼원공중합체 100 중량부에, 저밀도에틸렌 1~10 중량부, 안티블로킹제 0.1~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 열접착용 폴리프로필렌 수지조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    안티블로킹제는 실리카계 화합물과 폴리메타크릴계 화합물인 것을 특징으로 하는 저온 열접착용 폴리프로필렌 수지조성물.
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