KR20100123675A

KR20100123675A - 폴리프로필렌/폴리이소부틸렌 블렌드와 이로부터 제조된 필름

Info

Publication number: KR20100123675A
Application number: KR1020107011345A
Authority: KR
Inventors: 펭쿠이 리; 루이 선
Original assignee: 피나 테크놀러지, 인코포레이티드
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-11-24
Also published as: CN101939372A; JP2011511865A; WO2009100293A1; EP2240541A1; EP2240541A4; US20090202770A1

Abstract

본 발명은, 폴리이소부틸렌이 없을 경우 제조된 유사한 필름과 비교시 약 5% 내지 200% 감소된 연신력을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌 블렌드로부터 제조된 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌을 접촉시켜 중합체 블렌드를 형성하고, 중합체 블렌드를 필름으로 형성하며, 필름을 배향시키는 단계를 포함하는 필름 제조 방법에 관한 것이다.

Description

폴리프로필렌/폴리이소부틸렌 블렌드와 이로부터 제조된 필름{POLYPROPYLENE/POLYISOBUTYLENE BLENDS AND FILMS PREPARED FROM SAME}

본 발명은, 개선된 제조 특성을 갖는 중합체 블렌드에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌의 블렌드와 이로부터 제조된 필름에 관한 것이다.

합성 중합체 물질, 특히 폴리프로필렌 수지는 의료 장치에서 식품 용기까지 다양한 최종 용도 제품의 제조에서 널리 사용된다. 포장 산업과 같은 많은 산업에서 다양한 제조 공정으로 이 폴리프로필렌 물질을 사용하여 다양한 최종 제품을 생성한다.

포장 산업 내에서, 가요성의 중합체를 이상적으로 요구하는 다수의 독특한 용도가 있다. 제조자는 보다 쉽게 연신될 수 있는 중합체 조성물을 계속해서 개발하는데, 이것은 감소된 에너지 소비 및 증가된 라인 속도와 같은 요소의 결과로서 개선된 제조 효율성으로 표현될 수 있다. 상기 설명에 의하면, 증가된 가요성과 가공 용이성을 가지면서 사용자에게 바람직한 기계적 및/또는 물리적 특성을 유지하는 중합체 조성물을 개발하는 것이 바람직하다.

본 발명에 기술된 것은 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌 블렌드로부터 제조된 필름으로서, 여기에서 필름은 폴리이소부틸렌이 없을 경우 제조된 유사한 필름과 비교했을 때 약 5 ~ 200%까지 감소된 연신력을 갖는다.

또한, 본 발명에 기술된 것은 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌을 접촉시켜 중합체 블렌드를 형성하고, 중합체 블렌드를 필름으로 형성하며. 그리고 필름을 배향시키는 것을 포함하는 필름 제조 방법이다.

본 발명은, 증가된 가요성과 가공 용이성을 가지면서 사용자에게 바람직한 기계적 또는 물리적 특성을 유지하는 중합체 조성물을 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 설명 및 그 이점을 보다 완전하게 이해하기 위하여 첨부 도면 및 상세한 설명과 관련하여 이루어진 하기 간단한 설명을 참고할 수 있고, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은, 예 1로부터의 샘플에 대한 오븐 온도의 함수로서 기계방향으로의 항복 응력(yield stress)의 도면.
도 2는, 예 1로부터의 샘플에 대한, 140℃의 온도에서 시간의 함수로서 기계방향으로의 연신력의 도면.
도 3은, 예 1로부터의 샘플에 대한, 160℃의 온도에서 시간의 함수로서 기계방향으로의 연신력의 도면.
도 4는, 예 1로부터의 샘플이 제조된 온도의 함수로서 광택 45°의 도면.
도 5는, 예 1로부터의 샘플이 제조된 온도의 함수로서 헤이즈 백분율의 도면.

하나 이상의 실시예의 설명적인 수행이 하기에 제공되었지만, 기술된 시스템 및/또는 방법들은 현재 알려져 있거나 존재하든지 간에 다수의 기술을 사용하여 수행될 수 있다는 것을 먼저 이해하여야 한다. 본 명세서는 도시된 수행, 도면 및 예시적인 디자인 및 여기에 도시되고 기술된 수행을 포함하는, 하기에 도시된 기술로 제한되어서는 않되지만, 그들의 전체적인 등가의 범위와 함께 첨부된 청구범위 내에서 변형될 수 있다.

본 발명에 기술된 것은 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌을 포함하는 중합체 블렌드를 제조하기 위한 방법이다. 이후, 이것은 PP/PIB 블렌드로 칭해진다. PP/PIB 블렌드는 후에 상세히 기술되는 공정으로 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP) 필름을 제조하는데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 중합체 블렌드는 폴리프로필렌 호모중합체, 대안적으로는 고 결정성 폴리프로필렌 호모중합체이다. 폴리프로필렌 호모중합체는 PP/PIB 블렌드의 총 중량에 60 ~ 99 중량%의 양으로, 대안적으로 80 ~ 98 중량%, 대안적으로 85 ~ 97 중량%의 양으로 PP/PIB 블렌드에 존재할 수 있다.

일 실시예에서, 폴리프로필렌은 호모중합체가 제한되지는 않지만 에틸렌 및 1-부텐과 같은 C₂-C₈ 알파-올레핀을 포함하는 약 5% 이하의 또 다른 알파-올레핀을 함유하는 경우의 호모중합체이다. 소량의 다른 알파-올레핀의 잠재적인 존재에도 불구하고, 이 폴리프로필렌은 일반적으로 폴리프로필렌 호모중합체로서 칭해진다. 본 발명에 적절한 폴리프로필렌 호모중합체는 본 기술에서 알려진 어떤 형태의 폴리프로필렌도 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌 호모중합체는 어택틱(attactic) 폴리프로필렌, 이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌, 반-이소택틱, 신디오택틱(syndiotactic) 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합일 수 있다. 중합체는 펜던트(pendant) 기가 중합체 사슬의 양 측상에 임의의 형태로 배열될 때 "어택틱"이다. 반대로, 펜던트 기 모두가 사슬의 동일 측상에 배열될 때는 중합체가 "이소택틱"이고, 펜던트 기가 사슬의 반대측 상으로 교호할 때는 중합체가 "신디오택틱"이다. 반-이소택틱 중합체에서, 모든 다른 반복 유니트는 임의의 치환체를 갖는다.

일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌은 일반적으로 ASTM D1505로 측정했을 때 0.895 g/cc ~ 0.920 g/cc 또는 0.900 g/cc ~ 0.915 g/cc 또는 0.905 g/cc ~ 0.915 g/cc의 밀도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌은 일반적으로 ASTM D1238로 측정했을 때 0.5 g/10분 ~ 15.0 g/10분, 또는 1.0 g/10분 ~ 5.0 g/10분 또는 1.0 g/10분 ~ 3.0 g/10분의 용융-매스 유속을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌은 일반적으로 ASTM D638로 측정했을 때 200,000 psi ~ 320,000 psi, 또는 220,000 psi ~ 320,000 psi, 또는 250,000 psi ~ 320,000 psi의 인장탄성율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌은 일반적으로 ASTM D790으로 측정했을 때 170,000 psi ~ 300,000 psi, 또는 190,000 psi ~ 30O,OOO psi, 또는 220,000 psi ~ 300,000 psi의 굴곡탄성율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌은 일반적으로 시차 주사 열량계 (DSC)로 측정했을 때, 150℃ ~ 170℃, 또는 155℃ ~ 170℃, 또는 160℃ ~ 170℃의 용융 온도를 가질 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 폴리프로필렌의 예로는 제한없이 Total Petrochemicals USA, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 폴리프로필렌 호모중합체인 Total Petrochemicals 3365를 포함한다. 폴리프로필렌 호모중합체(예를 들면, Total Petrochemicals 3365)는 일반적으로 하기 표 1에 기술된 물리적 특성을 가질 수 있다.

물리적 특성	3365 일반적인 값	시험 방법
밀도, g/cc	0.905	ASTM D1505
용융-매스 유속(MFR), g/10분	3.8	ASTM D1238
기계적 특성
인장탄성율, psi	220,000	ASTM D638
굴곡탄성율, psi	200,000	ASTM D790
열특성⁽¹⁾
용융 온도, ℉	330	DSC

또 다른 실시예에서, 폴리프로필렌은 고 결정성 폴리프로필렌 호모중합체(HCPP)일 수 있다. HCPP는 기본적으로 이소택틱 폴리프로필렌을 함유할 수 있다. 중합체의 이소택틱성은 메조 펜타드(meso pentads)를 사용하여 ¹³C NMR 분광기로 측정될 수 있는데, 메조 펜타드의 펜타드(%mmmm)로 표현될 수 있다. 여기에 사용된 용어 "메조 펜타드"는 중합체 사슬의 동일측 상에 위치된 연속적인 메틸기를 일컫는다. 일 실시예에서, HCPP는 97% 이상, 또는 98% 이상, 또는 99% 이상의 메조 펜타드 백분율을 갖는다.

HCPP는 일정량의 어택틱 또는 무정형의 중합체를 포함할 수 있다. 중합체의 어택틱 부분은 자일렌에 용해성이고, 따라서 자일렌 용해성 분율(XS%)로 명명된다. XS%를 측정할 때, 중합체는 비등하는 자일렌에 용해된 후 이 용액은 0℃로 냉각되어 중합체의 이소택틱 또는 결정성 부분이 침전되도록 한다. XS%는 냉각 자일렌에 용해된 상태로 남아있는 원래 양의 부분이다. 따라서, 중합체에서의 XS%는 형성된 결정성 중합체의 정도를 나타낸다. 중합체의 총 량(100%)은 자일렌 용해성 분율 및 자일렌 불용성 분율의 합이다. XS%의 측정을 위한 방법은 본 기술에서 알려져 있는데, 예를 들면, XS%는 ASTM D5492-98에 따라 측정될 수 있다. 일 실시예에서, HCPP는 1.5% 이하, 또는 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하의 자일렌 용해성 분율을 갖는다.

일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM D1505로 측정했을 때 0.895 g/cc ~ 0.920 g/cc 또는 0.900 g/cc ~ 0.915 g/cc 또는 0.905 g/cc ~ 0.915 g/cc의 밀도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM D1238로 측정했을 때 0.5 g/10분 ~ 15.0 g/10분, 또는 1.0 g/10분 ~ 5.0 g/10분 또는 1.0 g/10분 ~ 3.0 g/10분의 용융-매스 유속을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 350,000 psi ~ 420,000 psi, 또는 380,000 psi ~ 420,0000 psi, 또는 400,000 psi ~ 420,000 psi의 기계방향(MD)으로의 시컨트 계수(secant modulus)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 600,000 psi ~ 700,000 psi, 또는 620,000 psi ~ 700,0000 psi, 또는 650,000 psi ~ 700,000 psi의 가로방향(TD)으로의 시컨트 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 19,000 psi ~ 28,000 psi, 또는 22,000 psi ~ 28,000 psi, 또는 25,000 psi ~ 28,000 psi의 MD로의 인장 강도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 33,000 psi ~ 39,000 psi, 또는 35,000 psi ~ 39,000 psi, 또는 37,000 psi ~ 39,000 psi의 TD로의 인장 강도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 125% ~ 155%, 또는 130% ~ 150%, 또는 135% ~ 145%의 MD로의 파단 연신율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM 882로 측정했을 때 45% ~ 65%, 또는 50% ~ 60%, 또는 50% ~ 55%의 TD로의 파단 연신율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 DSC로 측정했을 때, 160℃ ~ 170℃, 또는 162℃ ~ 170℃, 또는 165℃ ~ 170℃의 용융 온도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM D2457로 측정했을 때 80 ~ 90, 또는 85 ~ 90, 또는 88 ~ 90의 광택(45°)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM D1003으로 측정했을 때 0.5% ~ 1.5%, 또는 1.0% ~ 1.5%, 또는 1.0% ~ 1.2%의 헤이즈를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP는 일반적으로 ASTM F1249-90으로 측정했을 때 0.200 ~ 0.300, 또는 0.200 ~ 0.250, 또는 0.200 ~ 0.205의 수분 투과율(100℉, 90% R.H g-mil/100 in²/일)을 가질 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 HCPP의 예로는 제한없이 Total Petrochemicals USA, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 HCPP인 Total Petrochemicals 3270을 포함한다. HCPP(예를 들면, Total Petrochemicals 3270)는 일반적으로 하기 표 2에 기술된 물리적 특성을 가질 수 있다.

물리적 특성	3270 일반적인 값	시험 방법
밀도, g/cc	0.910	ASTM D1505
용융-매스 유속(MFR) (230℃/2.16kg), g/10분	2.0	ASTM D1238
BOPP 기계적 특성
시컨트 계수 MD, psi	420,000	ASTM 882
시컨트 계수 TD, psi	700,000	ASTM 882
MD 인장 강도, psi	28,000	ASTM 882
TD 인장 강도, psi	39,000	ASTM 882
MD 파단 연신율, %	150	ASTM 882
TD 파단 연신율, %	60	ASTM 882
열특성
용융 온도, ℉	329	DSC
광학 특성
광택(45°)	85	ASTM D2457
헤이즈, %	1.0	ASTM D1003
추가 특성
수분 투과율, 100℉, 90% R.H g-mil/100 in²/일	0.2	ASTM F1249-90

일 실시예에서, 폴리프로필렌은 인쇄성, 증가된 광택 또는 감소된 차단 경향과 같은 바람직한 물리적 특성을 부여하기 위한 첨가제를 함유할 수도 있다. 첨가제의 예로는 제한 없이 안정제, 자외선 차단제, 산화제, 산화 방지제, 정전 방지제, 자외선 광 흡수제, 내화제, 가공유, 이형제, 착색제, 색소/염색제, 충전제 및/또는 본 기술에서 숙련된 자들에게 알려진 다른 첨가제를 포함한다. 상기한 첨가제들은 중합체의 다양한 제형을 형성하도록 단일로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 안정제 또는 안정화제가 과한 온도 및/또는 자외선 광에 노출되어 열화되는 것으로부터 중합체 수지를 보호하는 것을 돕도록 사용될 수 있다. 선택적으로, PP, PIB 또는 PP/PIB 블렌드에 첨가될 수 있는 이들 첨가제들은 소정의 특성을 부여하는데 효과적인 양으로 포함될 수 있다. 효과적인 첨가제 양 및 중합체 조성물에 이들 첨가제를 포함시키기 위한 방법은 본 명세서의 도움으로 본 기술에서 숙련된 자들에게 명백하다. 예를 들면, 조성물에 존재하는 첨가제의 총 량은 200 ~ 20000 ppm, 대안적으로 500 ~ 10000 ppm, 및 대안적으로, 500 ~ 5000 ppm 범위이다.

폴리프로필렌은 본 기술에서 숙련된 자들에게 알려진 적절한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌은 지글러-나타 촉매, 메탈로센 촉매 또는 이들의 조합을 사용하여 제조될 수 있다.

폴리프로필렌은 일반적으로 티타늄 및 유기금속성 알루미늄 화합물에 기초한 지글러-나타 촉매, 예를 들면 트리에틸알루미늄 (C₂H₅)₃Al을 사용하여 제조될 수 있다. 지글러-나타 촉매 및 그러한 촉매를 형성하기 위한 방법은 본 기술에서 알려져 있는데, 그러한 것의 예로는 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 4,298,718, 4,544,717 및 4,767,735호 에 기술되어 있다.

대안적으로, 폴리프로필렌은 메탈로센 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 메탈로센 촉매는 일반적으로 π 결합으로 전이 금속과 배위된 하나 이상의 사이클로펜타디에닐(Cp) 기(이것은 치환되거나 비 치환될 수 있으며, 각 치환은 같거나 다를 수 있다)를 도입한 배위 화합물로 특징될 수 있다. 메탈로센 촉매 및 그러한 촉매를 형성하기 위한 방법의 예는 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 4,794,096 및 4,975,403호에 기술되어 있다. 메탈로센 촉매의 사용을 통하여 제조된 폴리프로필렌의 예는 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 5,158,920, 5,416,228, 5,789,502, 5,807,800, 5,968,864, 6,225,251, 6,777,366, 6,777,367, 6,579,962, 6,468,936, 6,579,962 및 6,432,860호에 더 상세히 기술되어 있다.

폴리프로필렌은 예를 들면, 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 7,056,991 및 6,653,254호에 기술된 바와 같이, 지글러-나타 및 메탈로센 촉매의 조합과 같은 다른 방법을 사용하여 제조될 수도 있다.

폴리프로필렌은 촉매(예를 들면, 지글러-나타, 메탈로센 등)의 존재하에서, 그리고 적절한 중합 반응 조건 하에서 적절한 반응 용기에 프로필렌만을 위치시켜서 형성될 수 있다. 프로필렌을 중합체로 중합하기 위한 표준 장치 및 공정은 본 기술에서 숙련된 자들에게 알려져 있다. 그러한 공정들은 예를 들면, 액상, 가스상, 슬러리상, 벌크상, 고압 공정 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러한 공정들은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 5,525,678, 6,420,580, 6,380,328, 6,359,072, 6,346,586, 6,340,730, 6,339,134, 6,300,436, 6,274,684, 6,271,323, 6,248,845, 6,245,868, 6,245,705, 6,242,545, 6,211,105, 6,207,606, 6,180,735 및 6,147,173 호에 보다 상세히 기술되어 있다.

일 실시예에서, 폴리프로필렌은 가스상 중합 공정으로 형성될 수 있다. 가스상 중합 공정의 한 예는 연속적인 사이클 시스템을 포함하는데 여기에서 순환 가스 스트림(아니면 재순환 스트림 또는 유동화 매체로서 알려진)은 중합의 열에 의해 반응기에서 가열된다. 그 열은 반응기 외부에 있는 냉각 시스템에 의해 순환의 또 다른 부분에서 순환 가스 스트림으로부터 제거된다. 하나 이상의 단량체를 함유하는 순환 가스 스트림은 반응 조건 하의 촉매 존재하에서 유동상을 거쳐 연속적으로 순환된다. 순환 가스 스트림은 일반적으로 유동상으로부터 회수되어 반응기로 다시 재순환된다. 동시에, 중합체 생성물은 반응기로부터 회수되고 새로운 단량체가 중합된 단량체를 대체하도록 첨가될 수 있다. 가스상 공정에서 반응기 압력은 예를 들면, 약 100 psig ~ 500 psig 또는 약 200 psig ~ 400 psig 또는 약 250 psig ~ 350 psig로 다양할 수 있다. 가스상 공정에서 반응기 온도는 약 30 ~ 120℃ 또는 약 60 ~ 115℃ 또는 약 70 ~ 110℃ 또는 약 70 ~ 95℃로 다양할 수 있다(예를 들면, 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 4,543,399, 4,588,790, 5,028,670, 5,317,036, 5,352,749, 5,405,922, 5,436,304, 5,456,471, 5,462,999, 5,616,661, 5,627,242, 5,665,818, 5,677,375 및 5,668,228 호 참조).

일 실시예에서, 폴리프로필렌은 슬러리상 중합 공정으로 형성될 수 있다. 슬러리상 공정으로는 일반적으로 촉매와 함께 단량체와 선택적으로 수소가 첨가되는, 액체 중합 매체에서 고형의 미립자 중합체의 현탁액을 형성하는 것을 포함한다. 이 현탁액(희석제를 포함할 수 있는)은 휘발성 성분이 중합체와 분리될 수 있는 반응기로부터 간헐적으로 또는 연속적으로 제거되어 선택적으로 증류 후에 반응기로 재순환될 수 있다. 중합 매체에 사용된 액화 희석제는 예를 들면, C₃-C₇ 알칸(예를 들면, 헥산 또는 이소부탄)을 포함할 수 있다. 사용된 매체는 일반적으로 중합 조건 하에서 액체이고 상대적으로 불활성이다. 벌크상 공정은 슬러리 공정과 유사하다. 그러나, 공정은 예를 들면, 벌크 공정, 슬러리 공정 또는 벌크 슬러리 공정일 수 있다.

일 실시예에서, PP/PIB 블렌드는 폴리이소부틸렌을 포함할 수 있다. 폴리이소부틸렌은 C₄ 하이드로카본의 중합체로서 부틸 고무 또는 합성 고무로 알려져 있으며, 무색에서 약간 노란색의 점성 액체이다. 폴리이소부틸렌은 본 기술에서 숙련된 자들에게 알려진 적절한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 폴리이소부틸렌은 이소부틸렌과 이소프렌의 중합에 의해 제조될 수 있다. 중합은 라디칼 중합, 양이온 부가 중합 또는 음이온 부가 중합일 수 있다. 보론 트리플루오라이드 복합체, 티타늄 테트라클로라이드, 티타늄 테트라브로마이드, 바나듐 테트라클로라이드와 같은 어떤 적절한 촉매 및/또는 조촉매가 중합에 사용될 수 있다. 첨가제 및 개시제(예를 들면, 플루오르화 수소산 등)가 사용될 수 있는데, 본 기술에서 숙련된 자들에게 알려져 있다. 폴리이소부틸렌을 제조하기 위한 공정의 예들은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 7,217,773 B2, 6,642,329 Bl, 6,252,021 Bl, 5,910,550 및 5,191,044호에 기술되어 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 분자량에서 다른 중합체들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 폴리이소부틸렌은 500 ~ 50,000 달톤, 또는 800 ~ 10,000 달톤, 또는 800 ~ 5000 달톤의 수 평균 분자량(M_n)을 가질 수 있다. 폴리이소부틸렌은 중량 평균 분자량을 수 평균 분자량으로 나누어서((Mw/Mn) 계산된, 다 분산성 지수(PDI)로 명명된 분자량 분포의 폭으로 더 특징될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 1.1 ~ 5.0, 또는 1.1 ~ 3.0, 또는 1.1 ~ 2.0의 PDI를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 ASTM D445로 측정했을 때, 100 cSt ~ 1,000 cSt, 또는 150 cSt ~ 500 cSt, 또는 200 cSt ~ 235 cSt의 100℃에서의 점도를 갖는다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 ASTM D1298로 측정했을 때, 0.890 ~ 0.895, 또는 0.891 ~ 0.894, 또는 0.892 ~ 0.893의 15.5℃에서의 비중을 갖는다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 ASTM D1218로 측정했을 때, 1.493 ~ 1.495, 또는 1.494 ~ 1.495의 굴절률을 갖는다. 일 실시예에서, 본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌은 -68 ~ -70℃, 또는 -69 ~ -70℃, 또는 -69.5 ~ -69.8℃의 유리 전이 온도를 갖는다.

본 발명에 사용하기에 적합한 폴리이소부틸렌의 예로는 제한없이 INDOPOL H-100을 포함하는데, 이것은 British Petroleum으로부터 상업적으로 입수 가능한 폴리이소부틸렌이다. 폴리이소부틸렌(예를 들면, INDOPOL H-100)은 일반적으로 표 3에 기술된 물리적 특성을 가질 수 있다.

특성	일반적인 값	시험 방법
100℃에서의 점도, cSt	200-235	ASTM D445
15.5℃에서의 비중	0.893	ASTM D1298
굴절률	1.494	ASTM D1218
분자량, Mn	910	변형된 ASTM D3536
다분산성 지수, Mw/Mn	1.60	변형된 ASTM D3536
유리 전이 온도	-69.6	n/a

일 실시예에서, 폴리이소부틸렌은 PP/PIB 블렌드의 총 중량에 1 ~ 40 중량%, 또는 1 ~ 30 중량%, 또는 1 ~ 20 중량%, 또는 1 ~ 15 중량%, 또는 1 ~ 10 중량%, 또는 1 ~ 5 중량%의 양으로 PP/PIB 블렌드에 존재한다.

일 실시예에서, PP/PIB 블렌드는 제품을 형성하는데 사용될 수 있는데, 이 제품은 필름, 대안적으로 이축 배향 필름이다. 일반적으로, 중합체 조성물의 배향은 방향성(서로에 대한 분자의 배향)이 필름에서 중합체 배열시에 부과되는 공정을 일컫는다. 그러한 배향은 예를 들면, 인성(toughness) 및 불투명성(opaqueness)와 같은, 필름에 바람직한 특성을 부여하는데 사용될 수 있다. 여기에 사용된 용어 "이축 배향"은 중합체 조성물이 유리 전이 온도로 또는 그 이상으로 가열되지만 결정성 용융 온도 이하로 가열되는 공정을 일컫는다. 가열 직후에, 물질은 필름으로 압출되어 세로방향(즉 기계 방향) 및 가로 또는 측 방향(즉, 텐터 방향)으로 연신된다.

일 실시예에서, 여기에 기술된 타입의 PP/PIB 블렌드는 260℃, 또는 180 ~ 250℃, 또는 200 ~ 230℃ 이하의 온도로 압출기에서 가열된다. 용융된 중합체는 다이를 통해서 나가고, 용융된 플라크(plaque)는 압출 필름, 캐스팅 필름, 이축 배향 필름 등을 형성하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 용융된 플라크는 다이를 통해 나가서, 추가적인 연신없이 롤러 상에 취해져서 압출 필름을 형성한다. 대안적으로, 용융된 플라크는 다이를 통해 나가서, 칠(chill) 롤러 상에 취해져 단일 축상으로 연신되는데, 이 롤러는 캐스팅 필름을 생성하도록 냉각된다.

일 실시예에서, 용융된 플라크는 다이를 통해 나가서, 중합체 조성물(즉, PP/PIB 블렌드)를 필름으로 고형화시키는 제 1 롤러(예를 들면, 칠 롤러)위로 통과된다. 이후, 이 필름은 세로방향 및 가로방향으로 그러한 필름을 연신하여 배향될 수 있다. 세로 배향은 일반적으로 두 개의 순차적으로 배치된 롤러의 사용을 통해 수행되고, 두 번째(또는 빠른 롤러)는 소정의 배향비에 상응하는 더 느린 롤러와 관련된 속도로 작동된다. 세로 배향은 대안적으로 온도 조절 및 다른 기능을 위한 추가적인 중간 롤러와 함께, 속도를 증가시키면서 일련의 롤러를 통해 수행될 수 있다.

세로 배향 후에, 냉각, 예열되어 측방향 배향 구역으로 통과된다. 측방향 배향 구역은 예를 들면, 필름이 가로 방향으로 압박을 가하는 텐터 프레임 메카니즘을 포함할 수 있다. 어닐링 및/또는 추가적인 공정이 그러한 배향에 후속한다.

대안적인 실시예에서, 필름은 동시에 두 방향으로 압박될 수 있다. 일 실시예에서, 필름은 0.1 MPa ~ 50 MPa, 대안적으로 0.1 MPa ~ 20 MPa, 대안적으로 0.1 MPa ~ 10 MPa의 연신력을 사용하여 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 필름은 90 ~ 180℃, 대안적으로 l1O ~ 170℃ 및 대안적으로 130 ~ 170℃의 온도에서 기계 방향으로 배향되고, 90 ~ 180℃, 대안적으로 l1O ~ 170℃ 및 대안적으로 130 ~ 170℃의 온도에서 가로방향으로 배향된다.

어떤 이론에 제한되기를 원하지 않지만, 냉각시에 연신에 의해 부과된 분자 배열은 결정화와 바람직하게 경쟁하는데, 인발된 중합체 분자는 연신력의 방향으로 정렬된 결정성 도메인과 결정성 네트워크로 응축한다. 이축 필름에 대한 추가적인 설명은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 4,029,876 및 2,178,104호에서 발견된다.

본 발명의 PP/PIB 블렌드는 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품과 비교했을 때, 제품(예를 들면, 필름)을 제조하는데 있어서 기계 방향(MD) 및/또는 가로 방향(TD)으로 낮은 연신력을 요구한다. 일 실시예에서, 본 발명의 PP/PIB 블렌드로 제조된 제품의 연신력은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때 5% ~ 200%, 대안적으로 5% ~ 100%, 대안적으로 5% ~ 20% 더 낮다. 또 다른 실시예에서, 본 발명의 PP/PIB 블렌드로 제조된 제품의 연신력은 0.2 MPa ~ 10 MPa, 또는 0.2 MPa ~ 5 MPa, 또는 0.2 MPa ~ 2.0 MPa 범위이다.

PP/PIB로부터 형성된 제품은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품과 비교했을 때, MD 및/또는 TD에서 수축의 감소로 측정했을 때 개선된 수축을 나타낼 수 있다. 수축은 먼저 흐름 방향(차별적인 수축을 측정할 때의 MD)으로 냉각시 수축의 길이 및 교차 흐름 방향(차별적인 수축을 측정할 때의 TD)에서 발생하는 수축의 길이를 측정하여 계산될 수 있다. 100%로 곱해진 흐름 및 교차 흐름 수축의 차이는 수축 백분율을 제공한다. 일 실시예에서, 125℃에서 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품의 수축은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 10 ~ 100%, 대안적으로 20 ~ 50%, 대안적으로 25 ~ 30%까지 감소되었다. 또 다른 실시예에서, 125℃에서 여기에 기술된 형태의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품의 수축은 제품의 원래 크기에 비해서 0.5 ~ 5%, 또는 1 ~ 3%, 또는 1.5 ~ 3% 범위이다.

PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 파단시 인장 강도(또한, 항복/파단 강도로 불리는) 및 인장 연신율(또한 항복/파단시 연신율)과 같은, 개선된 인장 특성을 나타낼 수 있다. 인장 강도는 물질을 파단시키는데 필요한 단위 면적당 힘이다. 일 실시예에서, 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 ASTM D882에 따라 측정했을 때, 10 kpsi ~ 40 kpsi, 또는 20 kpsi ~ 30 kpsi, 또는 25 kpsi ~ 30 kpsi 범위인 인장 강도를 갖는다. 인장 신장도는 물질이 인장하에서 파단되기 전에 발생하는 길이의 증가 백분율이다. 일 실시예에서, 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 ASTM D882에 따라 측정했을 때, 10 ~ 200%, 또는 50 ~ 150%, 또는 70 ~ 100% 범위인 파단 연신율을 갖는다.

일 실시예에서, 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 10 중량% PIB를 포함하는 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 보다 높은 투과도(permeability)를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 10 중량% PIB를 포함하는 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 필름은 증가된 산소 투과율(OTR)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 조성물의 총 중량에 대하여 10 중량% 이상의 PIB를 포함하는 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 보다 낮은 투과도(증가된 배리어 특성)을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 10 중량% 이상의 PIB를 포함하는 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 필름은 감소된 산소 투과율을 가질 수 있다.

OTR은 산소 가스가 온도 및 상대 습도의 특정 조건에서 필름을 통하여 투과하는 고정상태(steady state) 비율이다. OTR은 산소 분위기에 필름의 일면을 노출시켜 측정될 수 있다. 산소가 필름에 용해하여 물질을 통해 투과할 때, 질소는 필름의 반대면을 휩쓸어서 투과된 산소 분자를 전기량 분석 센서(coulometric sensor)로 운송한다. 이 값은 투과율(transmission rate)로서 보고된다. 이 투과율이 물질의 평균 두께와 곱해지면, 그 결과가 투과도로 간주된다. 일 실시예에서, 조성물의 총 중량에 대하여 1-10 중량% PIB를 포함하는 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 필름은 ASTM D3895에 따라 측정했을 때, 100℉에서 20 ~ 200 cc/100in²/24시, 또는 100℉에서 100 ~ 180 cc/100in²/24시, 또는 100℉에서 130 ~ 180 cc/100in²/24시의 산소 투과율을 갖는다.

또한, 조성물의 총 중량에 대하여 1-10 중량% PIB를 포함하는 본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 증가된 수분 투과율(WVTR)을 가질 수 있다. 대안적으로, 조성물의 총 중량에 대하여 10 중량% 이상의 PIB를 포함하는 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 본 발명의 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 감소된 수분 투과율(WVTR)을 가질 수 있다. WVTR은 수증기가 온도 및 상대 습도의 특정 조건에서 필름을 통하여 투과하는 공정 상태 비율이다. WVTR은 건조 스트림(낮은 수증기 압력을 갖는)에 필름의 일면을, 그리고 다른 면을 습윤 스트림에 노출시켜 측정될 수 있다. 필름의 두 면들 사이의 부분적인 압력차는 수증기에 대한 구동력이 습윤에서 건조면으로 가도록 필름을 통해 투과하도록 한다. OTR과 유사하게, 건조 면 상의 수증기는 센서를 사용하여 검출되고, 이 값이 투과율로서 보고된다. 일 실시예에서, 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 10 중량% PIB를 포함하는 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 제품(예를 들면, 필름)은 ASTM Fl249에 따라 측정했을 때, 100℉ 및 100% 상대 습도에서 0.1 ~ 1.0 g/100 in²/24시, 또는 100℉ 및 100% 상대 습도에서 0.2 ~ 0.7 g/100 in²/24시, 또는 100℉ 및 100% 상대 습도에서 0.2 ~ 0.6 g/100 in²/24시의 수분 투과율을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교했을 때, 비교할만한 광학 특성을 나타낼 수 있다. 헤이즈는 제품(예를 들면, 필름)이 감소된 투명도 또는 흐림을 갖는 정도를 나타내는 반면에 광택은 필름 표면의 상대적인 광채 또는 반짝임의 척도이다. 일 실시예에서, 본 발명의 제품(예를 들면, 필름)은 ASTM D1003에 따라 측정했을 때, 130 ~ 155℃ 범위의 온도에서 연신된 경우 0.1% ~ 5%, 대안적으로 0.2% ~ 2%, 대안적으로 0.2% ~ 0.5%의 헤이즈 백분율을 가지며, ASTM D523에 따라 측정했을 때, 130 ~ 155℃ 범위의 온도에서 연신된 경우 60 ~ 100%, 대안적으로 70 ~ 90%, 대안적으로 80 ~ 90%의 45°에서의 광택을 갖는다.

일 실시예에서, 본 발명의 PP/PIB 블렌드로 제조된 제품(예를 들면, 필름)의 색은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 제품(예를 들면, 필름)과 비교할만하다. 일반적으로, 예를 들면 BOPP는 연한 노란색을 띠는 경향이 있다. 이 노란색은 ASTM D 1925에 따라 측정했을 때, 황색도 지수(Yellowness Index)로 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 제품(예를 들면, 필름)은 -2 ~ 10, 또는 1 ~ 5, 또는 0 ~ 1의 황색도 지수를 갖는다.

본 발명의 PP/PIB 블렌드는 어떤 적절한 방법에 의해 최종 용도 제품으로 전환될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 전환은 본 발명에서 숙련된 자들에게 알려진 것과 같은 플라스틱 성형 공정이다. 중합체 블렌드가 형성될 수 있는 최종 용도제품의 예로는 음식 포장, 사무실 비품, 플리스틱 목재, 대체 목재, 파티오 덱킹(patio decking), 구조적 지지체, 라미네이트 바닥 조성물, 중합체 폼 기재, 장식용 표면(즉, 크라운 몰딩 등)용의 내후성 외부 시설 물질, 광고용 사인 및 디스플레이, 가정용품 및 소비 제품, 건물 절연, 화장품 포장, 외부시설 대체 물질, 뚜껑 및 용기(즉, 델리, 과일, 사탕 및 쿠키용), 가전제품, 가정용품, 전자부품, 자동차 부품, 울타리, 보호 헤드기어, 재사용가능한 페인트볼, 장난감(예를 들면, LEGO 벽돌), 악기, 골플 클럽 헤드, 파이프, 사업용 기계 및 전화부품, 샤워 헤드, 문 손잡이, 수도꼭지 손잡이, 바퀴 커버, 자동차 전면 그릴 등을 포함한다. 추가적인 최종 용도 제품은 본 기술에서 숙련된 자들에게 명백하다.

본 발명의 PP/PIB 블렌드로부터 제조된 필름은 낮은 에너지 소비 및 빠른 라인 속도로 바꾸어줄 수 있는 낮은 연신력을 요구한다. 본 발명의 제품(예를 들면, 필름)은 유사한 조성물이 없는 폴리이소부틸렌으로 제조된 필름과 비교할만한 다른 특성(예를 들면, 헤이즈)를 유지하면서 개선된 수축을 나타낼 수 있다.

예

본 발명은 상기에서 일반적으로 기술되었지만, 하기 예는 본 발명의 특정 실시예로서 제공된 것으로서 그 실시 및 이점을 입증하기 위한 것이다. 이 예는 설명을 위한 것으로서 어떤 방식으로든지 명세서 및 하기 특허청구범위를 제한할 의도가 아니라는 것을 이해하여야 한다.

예 1

PP 호모중합체 또는 PP/PIB 블렌드로 제조된 필름의 용융 유속 및 가요성을 시험하고 비교했다. Total Petrochemicals USA, Inc로부터 상업적으로 입수 가능한 폴리프로필렌 호모중합체인 Total Petrochemicals 3365를 사용하여 폴리프로필렌 샘플(샘플 1)을 제조했다. 3365에 2.4 중량%의 INDOPOL H-1OO(즉, PIB)를 도입하여 PP/PIB 블렌드(샘플 2)를 제조했다. PP/PIB 블렌드를 압출하고 16 mil 시트로 캐스팅한 다음 부르크너(Bruckner) 연신기(독일, 지그스도르프(Siegsdorf)의 Bruckner에 의해서 제조된 실험실용 연신기)를 사용하여 연신했다. 샘플 1을 샘플 2와 동일한 조건하에서 재연신했다. 샘플 1 및 2를 사용하여 제조된 시트를 30 m/분의 MD 및TD 속도, 30초의 예열 시간 및 100℃의 클립 온도에서 66 면적당 인발비로 140, 145, 150, 155, 160℃에서 이축 연신했다.

두 샘플에 대해서 용융 유속을 측정했다. 3365에 대한 용융 유속은 3.7 g/lO분이었다. 2.4 중량% PIB의 존재는 3365 용융물을 희석시키고 PP/PIB 블렌드에 대한 용융 융속을 3.7 ~ 4.7 g/10분으로 증가시켰다. PP/PIB 블렌드는 또한 3365(샘플 1)과 비교했을 때, 약간 더 낮은 재결정화 온도 및 결정화 정도를 가졌다. 마지막으로, 샘플 1의 재압출 공정은 그 색을 0.5에서 4.7 (컬러 b)로 증가시켰으며, 3365/PIB 블렌드(샘플 2)의 압출은 재압출된 베이스 수지의 색과 유사한 색을 가져왔다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.

특성	PP 샘플 1	PP/PIB 샘플 2
용융 유속(g/10분)	3.7	4.7
DSC-재결정화 온도(℃)	120.1	118.8
DSC-재결정화의 가열	-96.2	-91.5
DSC-용융점(℃)	164.0	162.5
DSC-융합의 가열(J/g)	96.6	92.0
수지 컬러 a	-2.20	-2.03
수지 컬러 b	4.69	4.71
수지 컬러 L	71.5	71.6
수지 YI	9.52	9.72

예 2

예 1에서의 샘플 둘 모두의 가요성을 더 시험하였다. 예 1로부터의 두 시트를 135℃의 출발온도로 연신했다. 두 시트 모두 135℃에서 연신을 실패했다. 이론으로 제한되기를 원하지 않지만, 샘플은 열 전달을 위한 보다 긴 시간 또는 보다 높은 온도가 필요했을 수 있기 때문에 연신이 실패했을 수도 있다.

두 시트에 대하여 부르크너 연신 실험을 반복했다. 이들은 140 ~ 160℃에서 성공적으로 연신되었으며, 165℃에서 실패했다. 이 실험은 2.4 중량% PIB의 첨가가 3365의 가공 범위를 좁히거나 변하게 하지 않는다는 것을 나타냈다. 인발 스트레스도 시험하여 두 샘플에 대한 항복 응력을 도 1에 온도의 함수로서 도면화 했다. 도 1에서, 3365에 PIB를 도입하면 항복 응력을 저하시켰으며, 이러한 경향은 보다 낮은 온도에서 명백히 관찰된다. 예를 들면, 140℃에서, 2.4 중량% PIB의 첨가는 10%까지 연신력을 저하시켰다.

도 2 및 도 3에서는 140℃ 및 160℃에서 기계방향으로 시간의 함수로서 연신력을 도면화했다. 필름은 기계방향 및 가로방향으로 동시에 30 m/분의 일정한 속도로 연신되었기 때문에 연신 시간 축은 스트레인으로 변환될 수 있었다. 도 2에서, 두 샘플에 대한 고유의 항복점(스트레인 연화가 이어지는 최대점으로 정의됨)이 140℃에서 괸찰되었다. PP/PIB 블렌드는 3365와 비교했을 때 항복까지 낮은 연신력을 요구하는 것으로 나타났다. 스트레인 연화후에, 연신 스트레스는 시간(스트레인)에 따라 증가했는데, 즉 큰 스트레인에서 상당한 중합체 사슬 배향으로 인한 스트레인 경화가 있었다. 일반적으로, 두 샘플 모두 유사한 연신 경향을 나타냈다.

160℃의 보다 높은 온도에서는 샘플을 연신하기 더 용이했고, 따라서, 항복 스트레스가 더 낮다. 도 3에서는 각 샘플에 대한 명백한 고유 항복점이 없다. 샘플 1(즉, 3365)에 대한 연신 스트레스는 시간에 따라 증가되었는데, 이것은 사슬 배향에 기인할 수 있다. 반대로, 샘플 2(즉, PP/PIB 블렌드)에 대한 연신 스트레스는 상대적으로 일정한 수준으로 유지되었다. 이러한 일정한 연신 스트레스 경향은 샘플 2가 160℃에서 충분한 연신 배향을 달성하지 못했다는 것을 나타낸다. 어떤 이론으로 제한되기를 원하지 않지만, PIB는 PP/PIB 블렌드에서 가소제로서 작용하여, 특히 고온에서, 폴리프로필렌 사슬 사이의 마찰력을 약화시킨다. PP/PIB 블렌드가 160℃에서 연신될 때는 PIB로부터의 가소화로 인하여 사슬이 배향되기보다 슬립(slip)할 수 있다.

예 3

광택 45° 및 헤이즈 백분율을 예 1로부터의 샘플에 대해 실험했다. 도 4는 필름 샘플이 제조되는 온도의 함수로서 광택 45°의 도면이다. 도시된 바와 같이, 2.4 중량% PIB의 첨가는 광택 45°에 대하여 상대적으로 적은 영향을 미쳤다. 도 5는 온도의 함수로서 헤이즈 백분율의 도면이다. 도 5에서, 두 샘플의 헤이즈 백분율은 140℃ 및 145℃에서 0.5%로서 150℃에서는 4%로 증가했으며, 155℃ 및 160℃에서는 감소했다. 이 결과는 PP/PIB 블렌드 필름이 순 폴리프로필렌 필름과 비교할 만한 광학 특성을 나타낸다는 것을 입증한다.

예 4

샘플의 색에 대한 PIB의 효과를 헌터(Hunter) 열량계를 사용하여 실험했다. 헌터 열량계는 대략적인 시각적 일정성의 단위로 색의 척도를 입증하는 대립-컬러 스케일(color scale)을 사용한다. 따라서, 헌터 스케일에서, L은 밝기를 측정하는 것으로서 대략 눈으로 평가할 때 완전한 흰색에 대한 100에서 검은색에 대한 0으로 다양하다. 색 균일도(chromacity) 치수(a 및 b)는 하기와 같은, 색의 이해할만한 명명법을 제공한다:

a는 플러스일 때 적색, 0일 때 회색 그리고 마이너스일 때 녹색을 측정하고,

b는 플러스일 때 노란색, 0일 때 회색 그리고 마이너스일 때 청색을 측정한다.

또한, 헌터 열량계는 황색도 지수 또는 YI를 측정한다. 가시적으로, 노란색은 빛, 화학적 노출 및 가공에 의한 스코칭(scorching), 소일링(soiling) 및 일반적인 제품 열화와 관련이 있다. 황색도 지수는 이러한 유형의 열화를 측정하는데 주로 사용된다. 황색도 지수는 ASTM 법 E 313에 따라 헌터 열량계로 계산된다. 여러 온도에서 샘플 1로부터의 3365 및 PP/PIB 블렌드의 색을 측정하여 표 5에 제시하였다.

샘플	필름	연신 온도(℃)	140	145	150	155	160
1	3365	컬러 L	87.9	88.0	88.1	88.2	88.2
2	PP/PIB	컬러 L	88.0	88.0	88.2	88.2	88.1
1	3365	컬러 a	-0.92	-0.90	-0.84	-0.86	-0.84
2	PP/PIB	컬러 a	-0.97	-0.87	-0.85	-0.86	-0.81
1	3365	컬러 b	0.60	0.52	0.40	0.32	0.33
2	PP/PIB	컬러 b	0.53	0.47	0.39	0.32	0.37
1	3365	YI(D1295)	0.46	0.32	0.13	-0.06	-0.02
2	PP/PIB	YI(D1295)	0.38	0.24	0.10	-0.05	0.09

전체적으로, 두 필름은 특히, 보다 높은 온도에서 유사한 색을 갖는다. 140-145℃의 보다 낮은 온도에서는 PP/PIB 블렌드 필름이 약간 진한 노란색을 나타냈다.

예 5

예 1로부터의 두 샘플의 배리어 특성, 특히 산소 투과율(OTR) 및 수분 투과율(WVTR)을 145℃에서 만들어진 필름 샘플에 대해 실험했다. 두 샘플에 대하여 인장 시험도 수행했다. 그 결과를 표 6에 제시하였다.

샘플	WVTR	OTR	125℃에서의 수축		인장 특성-MD
샘플	WVTR	OTR	MD	TD	항복/파단 강도(kpsi)	항복/파단 연신율(%)
1	0.55	169.9	2.94	2.94	28.5±2.5	77.5±17.7
2	0.62	187.1	1.96	1.96	28.6±2.1	91.4±9.7

표 6에서, 2.4 중량% PIB를 갖는 PP/PIB 블렌드에 대한 WVTR 및 OTR은 폴리프로필렌 호모중합체, 3365보다 약간 더 높았다. PP/PIB 샘플에 대한 파단 연신율이 3365보다 더 높지만, 두 샘플에 대한 항복/파단 강도는 유사했다. 또한, PP/PIB 블렌드에 대한 MD 및 TD에서의 수축은 폴리프로필렌 호모중합체, 3365에 대하여 관찰된 것보다 낮았다.

15 중량% PIB를 함유하는 폴리프로필렌 캐스팅 필름은 50 ~ 70%까지 감소된 산소 및 수분 투과도를 나타내어 배리어 특성이 상당히 개선되었다. 이축 배향 폴리프로필렌 필름은 보다 많은 PIB가 존재할 때 유사한 배리어 이점을 갖는 것으로 예상된다. 이론으로 제한되기를 원하지 않지만, PIB는 그 백본(backbone) 상에 두개의 메틸 측면 기의 대칭을 갖기 때문에 무정형 중합체 사슬이 그 Tg 온도 위에서도 서로 밀접하게 접착되어 고유의 가스 불투과성을 가져온다. PP 필름에서, 무정형 상은 가스 투과 경로를 형성한다. 소량의 PIB와 블렌딩할 때, PIB에 의한 배리어 개선이 저하된 정도의 PP 결정성과 함께 이루어진다. 그러나, 보다 높은 수준의 PIB가 존재할 때는 PIB 성분의 우수한 배리어 특성이 PP 결정성의 감소에 비해 우선되어 BOPP 필름의 배리어 특성을 개선시킬 수 있다.

다양한 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 정신 및 가르침을 벗어나지 않고 본 기술에서 숙련된 자들에 의해서 변형이 이루어질 수 있다. 여기에 기술된 실시예는 단지 예시적인 것으로서 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에 기술된 주제의 많은 변화와 변형이 가능하고 본 발명의 범위 내에 있다. 수치적인 범위 및 제한이 기술된 경우, 그러한 범위 또는 제한은 기술된 범위 또는 제한 내에 해당하는 유사한 크기의 반복 범위 또는 제한을 포함하는 것으로 이해되어야 한다(예를 들면, 약 1 ~ 10은 2, 3, 4 등을 포함하고; 0.10 이상은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함한다). 예를 들면, 하한(R_L) 및 상한(R_U)을 갖는 수치 범위가 기술된 때에는, 이 범위 내에 해당하는 어떤 수가 구체적으로 기술된다. 특히, 범위 내의 하기 수는 구체적으로 기술된다: R = R_L + k* (R_U-R_L), 여기에서, k는 1%씩 증가하면서 1 ~ 100 퍼센트로 변하고, 즉, k는 1 퍼센트, 2 퍼센트, 3 퍼센트 4 퍼센트, 5 퍼센트.......50 퍼센트, 51 퍼센트, 52 퍼센트.....95 퍼센트, 96 퍼센트, 97 퍼센트, 98 퍼센트, 99 퍼센트 또는 100 퍼센트이다. 또한, 상기에 정의된 바와 같은 두 R수로 한정된 어떤 수치 범위도 구체적으로 기술된다. 청구범위의 어떤 요소에 대해 "선택적으로"라는 용어를 사용하는 것은 주 요소가 요구되거나, 또는 대안적으로 요구되지 않는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 두 대안들은 청구범위 내에 있는 것으로 의도된다. 포함한다, 갖는다 등과 같은, 보다 넓은 범위의 용어 사용은 이루어진, 기본적으로 이루어진, 실질적으로 이루어진 등과 같이 보다 좁은 용어를 지지하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 보호 범위는 상기에서 설정된 설명으로 제한되는 것이 아니라, 청구범위의 주제의 등가물을 모두 포함하는 범위인, 하기 특허 청구범위에 의해서만 제한된다. 각각 그리고 모든 청구범위는 본 발명의 실시예로서 명세서에 도입된다. 따라서, 청구범위는 추가 설명으로 본 발명의 실시예에 추가된다. 배경 기술에 있는 참고 설명은 본 발명에 대한 모든 선행기술임을 인정하는 것이 아니고, 본 출원의 우선일 후에 공개된 임의의 자료가 있을 수 있다. 여기에 인용된 모든 특허, 특허 출원, 및 공보의 설명은 그들이 여기에 설명된 것들에 대하여 보충적인 예시적이고, 과정이며, 또는 다른 상세한 것을 제공하는 정도로 본 명세서에 참조로 포함된다.

Claims

폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌 블렌드로부터 제조된 필름에 있어서,
상기 필름은 폴리이소부틸렌이 없을 경우 제조된 다른 유사 필름과 비교시 약 5 내지 200% 감소된 연신력(stretching force)을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 호모중합체, 고 결정성 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합을 포함하는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 2항에 있어서, 상기 고 결정성 폴리프로필렌은 97% 이상의 메조 펜타드 백분율(meso pentad percentage)을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 2항에 있어서, 1.5% 미만의 자일렌 용해 분율(xylene soluble fraction)을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리이소부틸렌은 500 달톤 내지 50,000 달톤의 수 평균 분자량을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리이소부틸렌은 1.1 내지 5.0의 다분산성 지수(polydispersity index)를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 블렌드의 총 중량을 기준으로 60 중량% 내지 99 중량%의 양으로 상기 블렌드에 존재하고, 상기 폴리이소부틸렌은 상기 블렌드의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 40 중량%의 양으로 상기 블렌드에 존재하는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 블렌드의 총 중량을 기준으로 60 중량% 내지 99 중량%의 양으로 상기 블렌드에 존재하고, 상기 폴리이소부틸렌은 상기 블렌드의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 상기 블렌드에 존재하며, 상기 블렌드의 나머지는 첨가제를 포함하는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 60 중량% 내지 99 중량%의 양으로 블렌드에 존재하고, 상기 폴리이소부틸렌은 블렌드의 총 중량을 기준으로 10 중량%를 초과하는 양으로 존재하는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항의 필름으로부터 형성된 물품.
제 10항에 있어서, 포장 용기를 더 포함하는, 물품.
제 1항에 있어서, 10 kpsi 내지 40 kpsi의 파단 인장 강도(tensile strength at break)를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 10% 내지 200%의 파단 인장 연신율(tensile elongation at break)를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 0.1% 내지 5%의 헤이즈 백분율(haze percentage)을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, 60% 내지 100%의 광택(gloss) 45°를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 1항에 있어서, -2 내지 10의 황색도 지수(yellowness index)를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 8항에 있어서, 폴리이소부티렌이 없을 경우 제조된 유사한 필름과 비교시 증가된 투과도를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 9항에 있어서, 폴리이소부티렌이 없을 경우 제조된 유사한 필름과 비교시 감소된 투과도를 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 8항에 있어서, 20 내지 200cc/in²/24시의 산소 투과율을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
제 8항에 있어서, 0.1 내지 1.0g/100in²/24시의 수증기 투과율(water vapor transmission rate)을 갖는, 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌으로부터 제조된 필름.
필름을 제조하는 방법에 있어서,
중합체 블렌드를 형성하기 위해 폴리프로필렌과 폴리이소부틸렌을 접촉시키는 단계와,
상기 중합체 블렌드를 필름으로 형성하는 단계와,
상기 필름을 배향하는 단계를
포함하는, 필름 제조 방법.