KR20160031520A

KR20160031520A - 흡착제 조성물, 흡착제 함유 필름 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20160031520A
Application number: KR1020167003531A
Authority: KR
Inventors: 신이치 고이즈미; 미도리 카토; 아키라 테라다; 요시유키 나카자토
Original assignee: 교도 인사쯔 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-22
Also published as: CN105451877B; CN105451877A; TW201522458A; EP3034163B1; JPWO2015022896A1; WO2015022896A1; ES2894751T3; KR101912766B1; EP3034163A1; US10029232B2; US20160193585A1; EP3034163A4; JP6429778B2; TWI652294B

Abstract

제올라이트를 함유하고 있어도 비교적 저온에서 인플레이션 성형으로 필름을 성형하기 쉽고, 또한 핀홀을 발생시키기 어려운 흡착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 수지, 제올라이트 및 금속 비누를 함유하는 흡착제 조성물로서, 상기 금속 비누는 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 칼슘의 2가 염인 장쇄지방산 칼슘, 및 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 아연의 2가 염인 장쇄지방산 아연을 함유하는 흡착제 조성물에 관한 것이다.

Description

흡착제 조성물, 흡착제 함유 필름 및 그 제조 방법{ADSORBENT COMPOSITION, ADSORBENT-CONTAINING FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 흡착제 조성물, 그 흡착제 조성물로 형성된 흡착제 함유 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

식품, 의약품 등은 물(습기)에 약하여 물을 흡수할 수 있다. 이 경우, 식품은 부패하거나 곰팡이가 필 수 있고, 또한 의약품은 약효 성분이 변질되거나 효능이 저하될 수 있다. 따라서 종래에는 식품이나 의약품 포장 내에 실리카겔 등의 건조제를 봉입한 파우치를 넣고 있었다. 하지만, 포장 내에 건조제 파우치를 투입하는 작업은 수작업으로 되는 경우가 많아 번거로웠다. 또한, 이러한 파우치는 잘못하여 먹거나 마실 우려도 있었다. 따라서 포장 자체에 물 등의 흡수 기능을 갖게 하는 것이 요구되고 있다.

또한, 식품이나 의약품에 따라서는 산화 분해되기 쉬운 것이나 특유의 냄새를 내는 제품도 있어 포장 내에서 산소나 냄새를 흡수시키고자 하는 요구도 있었다.

이러한 요구와 관련하여, 특허문헌1에서는 건조제 혼련형 수지 조성물 및 이를 이용한 건조제 혼련형 수지 성형품을 개시하고 있다. 여기서는 멜트플로우레이트(MFR) 10 이상의 베이스 수지에 대해 건조제인 몰레큘러 시브(molecular sieve)를 혼합하여 펠렛형 수지로 만든 후 그 펠렛형 수지에 첨가제로서 에틸렌·아크릴산 에스테르·무수 말레산 공중합체를 혼합하여 건조제 혼련형 수지 조성물을 만든다. 또한, 이 건조제 혼련형 수지 조성물을 압출 성형 또는 사출 성형하여 건조제 혼련형 수지 조성물을 만든다.

몰레큘러 시브(molecular sieve)는 분자 크기의 차이에 따라 물질을 분리하는데 사용되는 다공질의 입상 물질이고, 균일한 세공(細孔)을 가진 구조이며, 세공의 공간에 들어가는 작은 분자를 흡수하여 일종의 체와 같은 작용을 하는 대표적인 합성 제올라이트이다. 세공의 크기에 따라 흡수하는 물질이 달라 물이나 수증기, 유기 가스 등을 흡수할 수 있다. 몰레큘러 시브를 함유시킴으로써 포장 자체에 물이나 수증기, 유기 가스(냄새)에 대한 흡수성을 갖게 할 수 있기 때문에 포장 내에 별도의 건조제 파우치를 투입하지 않아도 내용물의 부패나 열화 등을 방지할 수 있다.

일본 특개 2003-192908호 공보

특허문헌1에 있어서, 첨가제인 에틸렌·아크릴산 에스테르·무수 말레산 공중합체는 몰레큘러 시브와 베이스 수지의 친화성을 높이는 극성기를 가지고 있으며, 몰레큘러 시브와 베이스 수지의 친화성을 양호하게 하고, 건조제 혼련형 수지 조성물의 용융 흐름성을 높임으로써 성형성과 성형품 표면의 평활성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 이 특허문헌1의 건조제 혼련형 수지 조성물을 이용하여 압출 성형 또는 사출 성형을 하면 비교적 높은 온도를 이용하기 때문에 건조제에 포함되어 있는 수분 등으로 인한 발포가 발생할 수 있었다. 인플레이션 성형의 경우 비교적 낮은 온도에서 성형이 가능하지만 저온에서 인플레이션 성형으로 필름을 제조하려고 하면 이 수지 조성물은 장치 내에서의 유동성(용융 흐름성)이 낮아져 수지 체류부에서 열화 수지가 발생함으로써 필름에 핀홀이 발생한다는 문제가 있었다. 또한, 수지 조성물이 혼련 압출기나 인플레이션 성형기의 벽면에 부착됨으로써 열화된 수지가 발생하고 이것이 고화하여 필름 성형시 핀홀이 발생할 수도 있었다.

또한, 제올라이트를 수지 조성물에 배합했을 경우에는 수지 펠렛 제조시 및 인플레이션 성형시 수지 압출 공정에 있어서 수지 조성물과 스크류의 마찰이 높아져 높은 마찰열이 발생함으로써 수지가 열화되고 수지 조성물이 고체화하여 필름 성형시 핀홀이 발생한다는 문제도 있었다.

따라서 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것, 즉 무기 흡착제인 제올라이트를 함유하고 있어도 비교적 저온의 인플레이션 성형으로 필름을 성형하기 쉽고, 또한 핀홀이 잘 발생되지 않는 흡착제 조성물을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 그 조성물을 이용한, 물이나 수증기, 유기 가스 등을 흡수하는 필름 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이기도 하다.

본 발명자들은 장쇄지방산 칼슘과 장쇄지방산 아연을 조합한 금속 비누를 사용했을 경우에 이것들을 단독으로 사용했을 경우나 다른 금속 비누를 조합했을 경우로부터 예상하기 어려운, 성형성이 우수한 흡착제 조성물을 제공하는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명은 다음과 같다.

[1] 수지, 제올라이트 및 금속 비누를 함유하는 흡착제 조성물로서, 상기 금속 비누는 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 칼슘과의 2가 염인 장쇄지방산 칼슘, 및 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 아연과의 2가 염인 장쇄지방산 아연을 함유하는 흡착제 조성물.

[2] [1]에 있어서, 상기 장쇄지방산 칼슘의 상기 장쇄지방산 아연에 대한 몰비가 0.5 이상 5.0 이하인 흡착제 조성물.

[3] [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 금속 비누가 상기 수지에 대해 0.5중량% 이상 5.0중량% 이하로 함유된 흡착제 조성물.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 있어서, 제올라이트가 조성물 전체에 대하여 30중량% 이상 함유된 흡착제 조성물.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장쇄지방산 칼슘 및 장쇄지방산 아연이 각각 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 아연인 흡착제 조성물.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지의 멜트플로우레이트가 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서 JIS K7210에 따라 측정했을 경우에, 10g/10분 이상인 흡착제 조성물.

[7] [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지가 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지 중 어느 하나 이상인 흡착제 조성물.

[8] [1] 내지 [7]의 흡착제 조성물을 성형하여 제조된 흡착제 함유 필름.

[9] [8]에 있어서, 상기 성형이 인플레이션법에 의해 이루어지는 흡착제 함유 필름.

[10] [9]에 기재된 흡착제 함유 필름과 배리어 필름을 포함하는 포장 재료용 적층체.

[11] [10]에 기재된 포장 재료용 적층체끼리, 또는 제10항에 기재된 포장 재료용 적층체와 히트실링성을 가진 적층체가 접착된 포장체.

[12] 흡착제 함유 필름의 제조 방법으로서,

30중량% 이상의 제올라이트, 폴리에틸렌계 수지 및 금속 비누를 혼합하여 흡착제 조성물을 얻는 공정; 및

상기 흡착제 조성물을 150℃ 이상 200℃ 미만의 온도에서 인플레이션법에 의해 성형하는 공정을 포함하는 방법이며,

상기 흡착제 조성물을 얻는 공정에서, 상기 폴리에틸렌계 수지는 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서, JIS K7210에 따라 측정했을 경우 멜트플로우레이트가 10g/10분 이상이고;

상기 금속 비누는 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 아연을 함유하며;

상기 스테아린산 칼슘의 상기 스테아린산 아연에 대한 몰비가 1.4 이상 2.8 이하이고;

상기 금속 비누는 상기 폴리에틸렌계 수지에 대해 1.4중량% 이상 3.4중량% 이하로 함유하는, 흡착제 함유 필름의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 제올라이트를 함유하고 있어도 비교적 낮은 온도의 인플레이션 성형으로 필름을 성막하기 쉽고, 또한 그 필름에 핀홀이 잘 발생되지 않는 흡착제 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 그 흡착제 조성물을 이용하여 제조된 필름은 물이나 수증기, 유기 가스 등을 흡수하기 때문에 내용물의 부패 및 열화 등을 방지할 수 있는 포장 재료를 제공할 수 있다. 따라서 본 발명의 필름을 이용하여 제조한 포장 재료를 사용하면 포장 내에 별도의 건조제 파우치를 투입하는 수고를 덜 수 있고, 또한 잘못해서 먹거나 마실 우려를 없앨 수 있다.

이하, 본 발명의 흡착제 조성물, 및 이를 이용하여 성형한 필름, 또한 그 필름의 제조 방법 등의 실시형태에 대해 설명한다.

<흡착제 조성물>

본 실시형태의 흡착제 조성물은 수지, 제올라이트 및 금속 비누를 함유하고, 이 금속 비누는 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 칼슘의 2가 염인 장쇄지방산 칼슘, 및 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 아연의 2가 염인 장쇄지방산 아연을 함유한다. 이러한 구성의 흡착제 조성물은 조성물의 미끄러짐성이 양호하여 압출시(수지 펠렛 제조시, 인플레이션 성형시)의 스크류와 흡착제 조성물 간의 마찰이 감소된다. 이로써 수지의 열화를 방지할 수 있어 흡착제 조성물의 고체화 및 핀홀 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이 흡착제 조성물은 금속 비누가 제올라이트와 수지의 친화성을 높여 밀착이 양호해지기 때문에 핀홀이 발생하기 어렵다.

이 흡착제 조성물의 멜트플로우레이트(Melt Flow Rate, MFR)는 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서 JIS K7210에 따라 측정했을 경우에, 바람직하게는 1.0g/10분 이상, 또는 1.3g/10분 이상이다. 또한, 인플레이션법에 의한 성형에 적합하게 하기 위해, 바람직하게는 15g/10분 이하, 또는 10g/10분 이하이다.

(수지)

본 실시형태에 있어서 사용하는 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 고멜트플로우레이트(이하, "MFR"이라고 한다)이고, 저융점(저연화점), 저온 드로다운성이 뛰어난 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 고MFR 수지이면 제올라이트를 비교적 대량으로 첨가함으로써 MFR이 낮아져도 어느 정도의 흐름 특성을 확보할 수 있다. 바람직하게는, 본 실시형태에 있어서 사용하는 수지의 멜트플로우레이트는 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서 JIS K7210에 따라 측정했을 경우에, 1g/10분 이상, 3g/10분 이상, 5g/10분 이상, 10g/10 분 이상, 또는 20g/10분 이상이다.

이러한 관점에서, 본 실시형태에서 사용하는 수지로는 폴리올레핀계 수지, 특히 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지를 들 수 있다. 구체적인 폴리에틸렌계 수지로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 카복실산 변성 폴리에틸렌, 카복실산 변성 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 아이오노머, 그 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있고, 구체적인 폴리프로필렌계 수지로는 폴리프로필렌(PP), 호모폴리머, 랜덤 폴리프로필렌(랜덤 PP), 블록 폴리프로필렌(블록 PP), 염소화 폴리프로필렌, 카복실산 변성 폴리프로필렌, 그 유도체 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

(제올라이트)

본 실시형태의 조성물에서는 흡착제로서 제올라이트가 사용된다. 제올라이트는 알루미노 규산염을 기반으로 하고 있으며, 이론에 구속되지 않지만 그 극성 부분(알루미늄) 부분이 후술하는 금속 비누의 금속 이온 및/또는 장쇄지방산과 상호 작용을 하고 제올라이트에 금속 비누가 배위하여 압출기 내의 금속 부분과의 마찰 감소에 기여하고 있다고 생각된다. 따라서 흡착제가 제올라이트이므로써 본 실시형태의 조성물은 유리한 효과를 발휘할 수 있다.

본 실시형태에서 사용하는 제올라이트는 천연 제올라이트, 인공 제올라이트, 합성 제올라이트일 수 있다. 제올라이트는 분자 크기의 차이에 따라 물질을 분리하는데 사용되는 다공질의 입상 물질이고, 균일한 세공을 갖는 구조이며, 세공의 공간에 들어가는 작은 분자를 흡수하여 일종의 체와 같은 작용을 하므로 물(증기, 수증기), 유기 가스 등을 흡수할 수 있다. 합성 제올라이트의 일 예로는 몰레큘러 시브(molecular sieve)가 있으며, 이 중에서도 특히 세공(흡수구) 직경이 0.3㎚ ~ 1㎚의 몰레큘러 시브를 사용할 수 있다. 일반적으로, 세공 직경이 0.3㎚, 0.4㎚, 0.5㎚, 1㎚의 몰레큘러 시브를 각각 몰레큘러 시브 3A, 몰레큘러 시브 4A, 몰레큘러 시브 5A, 몰레큘러 시브 13X라고 칭한다. 몰레큘러 시브의 평균 입자 직경(레이저 회절·산란 법에 의해 구한 입도 분포에 있어서 누적값 50%에서의 입경)은 예를 들어 10㎛ 전후의 것이 사용된다. 본 발명에서는 흡수되는 목적물이나 내용물의 성질 등에 따라 이러한 제올라이트를 적절히 구분하여 사용할 수 있다.

또한, 특히 냄새를 흡수하는 경우, 유기 가스가 원인 물질인 때가 많기 때문에 소수성 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 소수성 제올라이트란, 제올라이트의 결정 골격 내의 알루미늄 원자를 탈알루미늄처리하여 감소시키고 실리카 알루미나 비율을 높여 이른바 하이 실리카 제올라이트로 한 것을 총칭한다. 소수성 제올라이트는 물 등의 극성 물질에 대한 친화력을 잃고 비극성 물질을 더욱 강하게 흡수하는 제올라이트이며, 유기 가스 등을 더욱 흡수하기 쉽게 되어 있다. 소수성 제올라이트의 일례인 소수성 몰레큘러 시브로는 세공 직경 0.6 ~ 0.9㎚의 것을 사용할 수 있으며, Abscents1000, Abscents2000, Abscents3000(이상 유니온 쇼와 주식회사 제품) 등을 들 수 있다. 세공 직경은 X선 회절법에 의한 구조 해석으로 확인할 수 있다. 또한, 소수성 제올라이트의 평균 입경(레이저 회절·산란법에 의해 구한 입도 분포에 있어서 누적값 50%에서의 입경)은 예를 들어 3 ~ 5㎛의 것이 사용된다.

흡착제 조성물 중에 있어서 제올라이트의 혼합 비율은 흡착제 조성물 전체에 대해 3중량% 이상, 5중량% 이상, 10중량% 이상, 20중량% 이상, 30중량% 이상, 40중량% 이상, 또는 50중량% 이상인 것이 바람직하고, 60중량% 이하인 것이 바람직하다. 제올라이트의 혼합 비율이 높으면 그 성형체인 필름의 흡착 성능이 높아져 물이나 유기 가스를 충분히 흡수할 수 있다. 또한, 제올라이트의 혼합 비율이 낮으면 성형성이 양호하여 인플레이션 성형에 의해 필름을 성형하기 쉬워진다. 제올라이트의 혼합 비율은 포장 형태나 내용물에 따라 상기 범위에서 선택할 수 있다. 상기 범위의 중량비로 하면 성형성이 양호하고, 적절한 흡수 성능을 갖는 필름을 제공할 수 있다.

(금속 비누)

본 실시형태의 흡착제 조성물은 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 칼슘의 2가 염인 장쇄지방산 칼슘, 및 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 아연의 2가 염인 장쇄지방산 아연을 조합하여 사용하는 금속 비누를 함유한다. 이런 조합의 금속 비누는 미끄러짐성을 좋게 하여 압출기 내의 수지 잔존을 억제할 수 있고, 또한 압출시(수지 펠렛 제조시, 인플레이션 성형시) 스크류와 흡착제 조성물의 마찰을 감소시킴으로써 모두 압출시의 수지 열화를 방지하여 핀홀 발생을 방지할 수 있다. 특히 금속 접착성이 높은 수지를 사용했을 경우에는 이러한 금속 비누는 높은 효과를 발휘한다. 또한, 이러한 조합의 금속 비누는 제올라이트와 수지의 친화성을 높여 상용성을 향상시킬 수 있기 때문에 제올라이트와 수지의 계면 밀착을 높일 수 있다. 이로써 필름에 핀홀의 발생을 어렵게 하는 작용도 한다.

원리의 자세한 것은 불명확하지만, 장쇄지방산 칼슘은 혼련기나 압출기의 벽면과 수지의 밀착성을 낮추고 이를 통해 수지 조성물이 제올라이트를 비교적 많이 함유해도 수지 조성물이 기기 내에서 흐르기 쉽게 하는 것으로 생각된다. 그리고 수지 잔존으로 인한 제올라이트 농도의 변화나 수지의 열화를 방지할 수 있다고 생각된다. 또한, 혼련기 등의 스크류와 수지 조성물에서는 마찰이 발생하는데, 이 마찰은 제올라이트의 양이 많을수록 높아지는 경향이 있어 스크류에 마모가 발생하는 경우도 있다. 장쇄지방산 아연은 마찰을 줄여 마찰열로 인한 수지의 열화를 방지하는 기능을 하는 것으로 생각된다.

상기 장쇄지방산은 포화지방산이어도 좋고 불포화지방산이어도 좋다. 상기 포화지방산 또는 불포화지방산으로는 한정되지 않지만, 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 아라킨산, 베헤닌산, 올레인산, 리놀산, 리놀레인산, 팔미트올레인산, 이소스테아린산, 히드록시스테아린산, 리시놀산, 몬탄산 등을 들 수 있다. 바람직하게는 상기 장쇄지방산 칼슘 및 장쇄지방산 아연의 장쇄지방산의 탄소수는 10 ~ 25의 범위이고, 더 바람직하게는 12 ~ 20의 범위이다.

장쇄지방산 칼슘의 장쇄지방산 아연에 대한 몰비는 바람직하게는 0.5 이상 5.0 이하이고, 더 바람직하게는 1.0 초과 4.2 미만이고, 더욱 바람직하게는 1.2 이상 3.5 이하이고, 더욱더 바람직하게는 1.4 이상 2.8 이하이다. 이러한 범위로 함으로써 압출시(수지 펠렛 제조시, 인플레이션 성형시) 스크류와 수지 조성물의 마찰이 감소되고, 또한 혼련 압출기나 인플레이션 성형기의 벽면과 수지의 밀착성을 낮추고 수지의 열화를 방지하여 수지 조성물이 고체화하고 필름 성형시에 핀홀이 발생하는 것을 특히 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명에서는 이러한 두가지 기능을 적당히 갖는 것이 중요하기 때문에 장쇄지방산 칼슘 또는 장쇄지방산 아연 각각 단독으로는 필름 성형시 핀홀 발생을 억제할 수 없다. 또한, 상기 몰비의 범위에서 장쇄지방산 아연이 많은 경우에는 혼련 기의 스크류와 수지 조성물의 마찰이 감소하여 마찰열로 인한 수지의 열화가 발생하기 어렵고 필름 성막시 핀홀이 발생하기 어려운 것으로 생각된다. 또한, 상기 몰비의 범위에서 장쇄지방산 칼슘이 많은 경우에는 혼련기나 압출기의 벽면과 수지의 밀착성을 낮추어 수지 조성물이 흐르기 쉽게 하는 기능이 강하고, 수지 잔존으로 인한 제올라이트 농도의 변화나 수지의 열화를 방지할 수 있다. 이에 대해서는 실험예를 섞어가며 후술한다.

또한, 바람직하게는 금속 비누는 상기 수지에 대해 총 0.5중량% 이상 5.0중량% 이하로 흡착제 조성물 내에 함유되고, 더 바람직하게는 0.7중량% 초과 4.2중량% 미만으로 함유되고, 더욱 바람직하게는 1.0중량% 이상 3.8중량% 이하로 함유되고, 더더욱 바람직하게는 1.4중량% 이상 3.4중량% 이하로 함유된다. 금속 비누의 함유량이 충분히 높은 경우에는 혼련기의 스크류와 수지 조성물의 마찰 감소 기능 및 혼련기나 압출기의 벽면과 수지의 밀착성을 낮추는 기능이 높기 때문에 압출 성형시 열화 수지의 발생을 방지할 수 있어 필름에 대한 핀홀의 발생을 방지할 수 있다. 금속 비누의 함유량이 너무 높은 경우에는 수지 조성물에 있어서 수지 비율이 낮아지기 때문에, 수지 바인더로서의 기능을 유효하게 완수할 수 없게 되는 경우가 있다.

<흡착제 함유 필름 및 그 제조 방법>

본 발명의 흡착제 함유 필름은 상기 흡착제 조성물을 필름 모양으로 성형함으로써 제조할 수 있다. 성형법은 특별히 한정되지 않지만, 비교적 저온에서 성형할 수 있어 발포 가능성을 줄일 수 있는 인플레이션법이 바람직하다.

본 발명의 흡착제 함유 필름을 인플레이션법에 의해 제조하는 경우에는 예를 들어 다음과 같이 제조할 수 있다. 제올라이트, 수지, 금속 비누를 혼합하고, 니더믹서나 헨셀믹서 등에 의해 혼합 분산하고, 압출기에서 100℃ 이상 250℃ 이하, 바람직하게는 150℃ 이상 200℃ 미만으로 가열 혼련한 후, 펠렛 모양으로 압출하여 냉각함으로써 펠렛 모양의 수지 조성물(마스터 배치)을 만든다. 이때, 산화 방지제를 첨가해도 좋다. 제조된 마스터 배치를 재가열하고 인플레이션 성형에 의해 성막하여 흡착제 함유 필름을 제조한다. 이때, 흡착제 함유 필름의 양면에는 올레핀계 수지 등으로 이루어지는 스킨층을 마련하여 흡착제 함유 다층 필름으로 만들어도 좋다.

스킨층은 흡착제 조성물과 동시에 스킨층용 수지를 공압출함으로써 형성되며, 스킨층에 의한 샌드위치 구조를 가진 3층 구조의 필름이 된다. 즉 흡착제 함유 다층 필름은 중간층인 흡착제 함유층과 이것을 사이에 둔 외부 스킨층 및 내부 스킨층을 가지고 있다. 이 중에서 중간층은 물이나 수증기, 유기 가스의 흡수를 주로 담당하는 기능층으로서 핵심을 이룬다. 또한, 외부 스킨층 및 내부 스킨층은 중간층을 사이에 두고 그 내외(적층 방향에서 볼 때 상하)에 적층됨으로써 주로 중간층의 표피층이 되어 있으며, 제올라이트의 함유량이 높아도 필름의 기계적 강도가 강하고, 또한 표면이 평활한 필름을 얻을 수 있다. 또한, 내외부 스킨층에 흡수 기능은 부여되어 있지 않다. 이하, 흡착제 함유 필름 및 흡착제 함유 다층 필름을 모두 흡착제 함유 필름이라고 부르는 경우가 있다.

제조된 흡착제 함유 필름은 폴리에스테르 필름, 알루미늄 호일, 실리카 알루미나 증착 폴리에스테르 필름, 염화 비닐 리덴 코트 필름, 염화 비닐 필름, 무연 신 폴리프로필렌 필름(CPP) 등에서 선택하는 1종류 또는 복수 종류를 조합한 배리어 필름과 라미네이트하여 포장 재료용 적층체로 할 수 있다. 또한, 이 흡착제 함유 필름을 상기 배리어 필름과 함께, 또는 배리어 필름이 없는 상태에서, 종이 등의 포장 재료로서 일반적으로 사용되는 기재(基材)와 라미네이트하여 포장 재료용 적층체로 할 수 있다. 라미네이트 방법으로는 드라이 라미네이트, 압출 라미네이트 등 공지된 라미네이트 방법을 사용할 수 있다. 이 포장 재료용 적층체를 그 적층체끼리 또는 다른 필름 및 적층체와 히트실링 등에 의해 접착함으로써 포장체를 제조할 수 있다. 포장체의 형태로는 주머니 모양의 것, 그 외에 PTP, 블리스터 팩, 튜브, 상자 등을 들 수 있으며, 원하는 모양으로 이용할 수 있다.

실시예

<샘플 제조>

표 1에 기재된 재료를 이용하여 표 2에 기재된 구성의 흡착제 함유 필름을 인플레이션법으로 제조하였다.

	재료	제품명	메이커명
흡착제	제올라이트	몰레큘러 시브 3A	유니온 昭和(株)
수지	EMAA	뉴크렐AN42115C	三井듀폰폴리케미컬(株)
금속 비누	스테아린산 칼슘(StCa)	-	堺化工業(株)
	스테아린산 아연(StZn)	-	川村化成工業(株)
	스테아린산 마그네슘(StMg)	-	堺化工業(株)
스킨층용 수지	LLDPE	에볼류SP2520	플라임폴리머(株)

제올라이트, 수지, 금속 비누를 소정의 배합 비율이 되도록 각각 이축 혼련압출기((주)池貝제 PCM-30)에 넣고 가열 용융시키면서 혼합한 후, 펠렛 모양으로 압출하여 냉각함으로써 마스터 배치를 제조하였다. 그 마스터 배치를 중간층의 재료로 사용하고 인플레이션 성형에 의한 공압출 성형으로 스킨층을 가진 흡착제 함유 다층 필름을 성막하였다. 이때 성막된 흡착제 함유 필름은 중간층이 50㎛, 내외부 스킨층이 10㎛이었다. 인플레 성형 조건은 다음과 같았다.

가공기명: 삼층 인플레이션 성형기 3SOIB

메이커: 주식회사 플라코

수지 온도: 각층 모두 180℃

인취 속도 : 13m/min

<평가 방법>

(T다이에서의 성막성)

상기와 같이 하여 제조한 마스터 배치를 랩플라스트밀(동양정기)의 T다이를 이용하여 수지 온도 약 180℃, T다이의 립 폭 1㎜, 스크류 회전수 30rpm으로 고정하여 압출 제막하고, 인취 속도(m/분)를 변경해서 핀홀이 발생하여 필름이 끊어질 때까지의 속도로 평가했다. 또한, 별도로 T다이에 의한 제막과 다층 인플레이션기에 있어서의 핀홀 발생의 상관 관계를 비교했다. 그 결과, 필름이 끊어질 때 T다이에서의 인취 속도가 5.0m/분 이상이었을 경우 인플레이션 성형에 있어서 핀홀이 10개 미만/m² 이며, 안정된 제막이 가능함을 알 수 있었다. 한편, 필름이 끊어질 때 T다이에서의 인취 속도가 5.0m/분 미만이었을 경우 인플레이션 성형에 있어서 핀홀이 10개 이상/m² 이 되는 경우가 있으며, 제품으로서 안정된 제막을 할 수 없는 경우가 있었다.

(내핀홀성)

상기 인플레이션 성형 조건에서 다층 흡착제 함유 필름을 성막하고 육안 검사를 하여 핀홀 발생에 대해 평가했다. 합격 여부의 평가는 "○" 및 "×"로 하고, 핀홀이 10개/m² 미만인 경우가 합격인 "○"에 해당하는 것으로 하고, 핀홀이 10개/m² 이상인 경우에 불합격인 "×"에 해당하는 것으로 했다. 표 2로 평가 결과를 나타낸다.

이하, 각 실시예 및 비교예의 결과에 대해 구체적으로 설명한다.

우선, 비교예1로서 금속 비누를 전혀 포함하지 않은 조건에서 실험을 한 결과, 핀홀이 발생하고, 양호한 성막성은 얻어지지 않았다. 다음으로, 비교예2 ~ 비교예13는 금속 비누로서 스테아린산 칼슘(St-Ca), 스테아린산 아연(St-Zn), 또는 스테아린산 마그네슘(St-Mg)을 각각 단독으로 사용했을 경우의 결과를 나타내고 있다. 이러한 결과를 보면, 단독의 금속 비누의 사용에서는 핀홀 발생을 억제하지 못하고, 만족할만한 성막성은 얻어지지 않은 것을 알 수 있다.

비교예14는 금속 비누로서 스테아린산 칼슘과 스테아린산 마그네슘을 혼합하여 추가 실험을 한 결과이다. 이 결과를 보면, 금속 비누의 배합 비율은 수지에 대해 2.7중량%이며, 충분한 양이 첨가되어 있다고 생각되지만 제막성은 불충분했다. 이는, 스테아린산 마그네슘이 스테아린산 아연처럼 혼련기의 스크류와 수지 조성물의 마찰을 줄여 마찰열로 인한 수지의 열화를 방지하는 기능을 갖지 않기 때문이라고 생각된다.

실시예1 ~ 실시예6은 금속 비누로서 스테아린산 칼슘과 스테아린산 아연을 모두 더한 경우이며, 양자의 배합 비율을 변경하여 실험을 한 결과를 나타내고 있다. 금속 비누로서 스테아린산 칼슘과 스테아린산 아연을 모두 더한 경우에는 일정 정도의 제막성을 얻을 수 있었다. 또한, 실시예2 ~ 실시예5를 보면, 스테아린산 칼슘과 스테아린산 아연을 몰비로 1.4 ~ 2.8의 비율로 수지 조성물에 배합했을 경우에 핀홀 발생이 감소하고, 특히 좋은 성막성이 얻어졌다.

실시예3 및 실시예7 ~ 실시예10는 금속 비누로서 스테아린산 칼슘과 스테아린산 아연을 소정의 비율로 모두 더한 다음에, 금속 비누 전체의 배합 비율을 변경한 실험의 결과를 나타내고 있다. 이러한 결과를 보면 수지에 대해 1.4 ~ 3.4중량%의 금속 비누를 추가했을 경우 핀홀 발생이 특히 감소하고 양호한 성막성이 얻어졌다.

실시예11 및 실시예12는 제올라이트의 배합 비율을 변경하여 실험을 했을 경우의 결과이다. 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 제올라이트가 조성물 전체에 대하여 50중량% 이상 배합되어 있는 경우이어도 충분한 효과가 있음을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 제한되지 않고 다양한 변형이나 치환을 수반하여 실시할 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 열거한 구성이나 재료는 모두 바람직한 예시이며, 이것들을 적절하게 변형하여 실시 가능함은 물론이다.

본 발명의 흡착제 조성물은 제올라이트를 함유하고 있어도 비교적 저온에서 인플레이션 성형으로 필름을 성형할 수 있고, 또한 핀홀을 발생시키기 어렵다. 본 발명의 필름을 이용하여 제조한 포장 재료를 사용하면 포장 내에 별도의 건조제 파우치를 투입하는 수고를 생략할 수 있고, 또한 잘못하여 먹거나 마실 우려를 없앨 수가 있다.

Claims

수지, 제올라이트 및 금속 비누를 함유하는 흡착제 조성물로서, 상기 금속 비누는 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 칼슘과의 2가 염인 장쇄지방산 칼슘, 및 탄소수 5 ~ 30의 장쇄지방산과 아연과의 2가 염인 장쇄지방산 아연을 함유하는 흡착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 장쇄지방산 칼슘의 상기 장쇄지방산 아연에 대한 몰비가 0.5 이상 5.0 이하인 흡착제 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 비누가 상기 수지에 대해 0.5중량% 이상 5.0중량% 이하로 함유된 흡착제 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제올라이트가 조성물 전체에 대하여 30중량% 이상 함유된 흡착제 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장쇄지방산 칼슘 및 장쇄지방산 아연이 각각 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 아연인 흡착제 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지의 멜트플로우레이트가 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서 JIS K7210에 따라 측정했을 경우에, 10g/10분 이상인 흡착제 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지가 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지 중 어느 하나 이상인 흡착제 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 흡착제 조성물을 성형하여 제조된 흡착제 함유 필름.
제8항에 있어서, 상기 성형이 인플레이션법에 의해 이루어지는 흡착제 함유 필름.
제9항에 기재된 흡착제 함유 필름과 배리어 필름을 포함하는 포장 재료용 적층체.
제10항에 기재된 포장 재료용 적층체끼리, 또는 제10항에 기재된 포장 재료용 적층체와 히트실링성을 가진 적층체가 접착된 포장체.
흡착제 함유 필름의 제조 방법으로서,
30중량% 이상의 제올라이트, 폴리에틸렌계 수지 및 금속 비누를 혼합하여 흡착제 조성물을 얻는 공정; 및
상기 흡착제 조성물을 150℃ 이상 200℃ 미만의 온도에서 인플레이션법에 의해 성형하는 공정을 포함하는 방법이며,
상기 흡착제 조성물을 얻는 공정에서, 상기 폴리에틸렌계 수지는 온도 190℃, 하중 21.18N의 조건 하에서, JIS K7210에 따라 측정했을 경우 멜트플로우레이트가 10g/10분 이상이고;
상기 금속 비누는 스테아린산 칼슘 및 스테아린산 아연을 함유하며;
상기 스테아린산 칼슘의 상기 스테아린산 아연에 대한 몰비가 1.4 이상 2.8 이하이고;
상기 금속 비누는 상기 폴리에틸렌계 수지에 대해 1.4중량% 이상 3.4중량% 이하로 함유하는, 흡착제 함유 필름의 제조 방법.