KR20230078267A - 투명성 및 외관 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름 - Google Patents

투명성 및 외관 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름 Download PDF

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Abstract

고온 살균이 가능하고 내충격성 및 열접착 특성이 우수하고, 투명성 및 외관 특성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 필름이 개시된다. 본 발명은 (a) 결정성 폴리프로필렌 65 내지 85 중량부; (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 20 중량부; 및 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체 5 내지 35 중량부;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름을 제공한다.

Description

투명성 및 외관 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름{Polypropylene resin composition with excellent high transparency and good appearance and film comprising the same}
본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명성 및 외관 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 필름에 관한 것이다.
일반적으로 폴리프로필렌 수지 조성물은 가볍고, 가격 대비 기계적 물성이 우수하여 사출 성형품 또는 필름의 재료로 사용되고 있으며, 식품에 대한 안전성이 우수하여 식품용기, 식품포장용 필름 등에 사용되고 있다. 근래에는 폴리프로필렌을 적용하는 제품의 용도가 단순한 외부 마감재 혹은 포장재에서 사용자의 사용환경에 따라 내구성이 요구되는 다양한 분야로 확대되고 있다.
최근 1인 가구와 맞벌이 부부의 증가에 따라 간편하고 맛있는 음식에 대한 소비자의 수요가 증가하고 있으며, 이러한 사회 트렌드에 맞춰 식품 시장에도 즉석조리식품에 대한 관심이 높다. 특히, 즉석조리식품에 포함되는 레토르트 제품은 기존의 카레, 짜장 외에 다양한 종류로 출시되고 있다. 레토르트 식품은 유통기간과 보존 장소에 큰 영향을 받지 않는 저장용 식품으로 알려지며 꾸준한 인기를 얻고 있다. 또한 레토르트 식품은 휴대가 용이하며, 장기 보존이 가능하다는 장점이 있다.
한편, 레토르트 제품은 고온에서 살균됨에 따라 내열성이 요구되며, 식품 포장 및 운송 시 파단을 막기 위해 내 충격성, 열접착성 등의 특성이 필요하다. 또한 포장의 외관이 수려하여야 하기 때문에 살균 후 발생하게 되는 미세한 요철의 (오렌지 필) 발생을 억제할 필요가 있다.
레토르트 제품에 사용하는 CPP 필름의 원료는 내열성과 내충격성이 우수한 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체가 사용되며, 해당 조성은 고무 성분이 포함되어 있어 필름 성형 후 대부분 불투명하게 되며, 고무 성분으로 인해 살균 후 오렌지 필이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 보완하기 위하여 고무 성분을 블랜드해서 사용하기도 하지만, 고무 함량이 낮을 경우 저온 내충격성이 저하되고, 고무 함량이 높을 경우 이지필 필름과 같이 열접착 성능이 저하되거나 블랜드 시 분산 불균일로 인해 고무의 형상이 불균일하여 및 오렌지필이 발생할 수 있다.
한국 등록특허 제1797778호는 내블로킹성, 저온에서의 내충격성, 히트시일 강도가 우수하고, 또한 열처리에 의한 오렌지 필의 발생이 경감되는 프로필렌계 수지 조성물에 관해 개시하고 있으나, 열처리 후의 열접착 강도가 낮은 문제가 있다.
한국 등록특허 제1598715호는 내 충격성과 열접착성이 우수하고, 특히 레토르트 살균 후 오렌지필 발생이 적어 외관이 우수하여 레토르트 식품 포장 용도에 적합한 폴리프로필렌 수지 조성물에 관해 개시하고 있으나, 투명성 및 내백화성 향상에 관해서는 언급하지 않고 있다.
한국 등록특허 제1298417호는 에틸렌 프로필렌 랜덤 공중합체 및 에틸렌 프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌 프로필렌 랜덤 블록 공중합체를 포함하는 내백화성, 내충격성 및 투명성이 우수한 필름에 관해 개시하고 있으나, 에틸렌 프로필렌 고무의 에틸렌 함량이 낮아 고충격 제품에 적합하지 않으며, 내열성이 낮은 프로필렌 랜덤 공중합체의 사용으로 레토르트 제품에 적합하지 않다.
본 발명은 고온 살균이 가능하고 내충격성 및 열접착 특성이 우수하고, 투명성 및 외관 특성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 필름을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, (a) 결정성 폴리프로필렌 65 내지 85 중량부; (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 20 중량부; 및 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체 5 내지 35 중량부;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체는 30 내지 70 중량%의 에틸렌과 30 내지 70 중량%의 프로필렌으로 구성된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체는 10 내지 80 중량%의 에틸렌과, 20 내지 90 중량%의 프로필렌 또는 1-부텐으로 구성된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 (b) 성분 및 상기 (c) 성분 전체 중량 기준으로, 에틸렌 함량이 25 내지 80 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 (b) 성분 및 상기 (c) 성분 전체 중량 기준으로, 에틸렌 함량이 60 내지 80 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
또한 상기 수지 조성물은 하기 방법으로 측정된 흐림도가 25% 이하이고, 굴곡탄성률이 8,000 내지 15,000 kgf/㎠이고, 폴링 다트 충격강도가 500 내지 2,000 g이고, 열접착강도가 5 내지 10 kgf인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.
[흐림도 측정방법]
ASTM D1003 규격에 따라 40 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
[굴곡탄성률 측정방법]
ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정함.
[폴링 다트 충격강도 측정방법]
ASTM D1709 규격에 따라 60 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
[열접착강도]
100 ㎛ 두께의 필름을 제작하고 두 장 접하도록 하여, Heat gradient 장비(TOYOSEIKI)로 3 kgf/㎠의 압력 하에서 2초간 접착시켜 측정 샘플을 제작하고, 측정 샘플을 폭 15 mm로 재단하여 23℃에서 200 mm/min의 박리속도로 180°의 박리 각에서의 박리강도를 인장강도 측정기를 통해 T-peel 테스트 방식으로 측정함.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 수지 조성물을 포함하는 필름을 제공한다.
본 발명에 따르면 특정 조성의 결정성 폴리프로필렌, 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 조합을 통해 고온 살균이 가능하고 내충격성 및 열접착 특성이 우수하며, 살균 후 오렌지필 발생을 억제함과 더불어, 투명성 및 내백화성 등 외관 특성이 향상된 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 필름을 제공할 수 있다.
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 (a) 결정성 폴리프로필렌 65 내지 85 중량부; (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 20 중량부; 및 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체 5 내지 35 중량부;를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시한다.
본 발명에서 상기 (a) 결정성 폴리프로필렌은 프로필렌 단독 중합체이며, 중합 반응장치에 프로필렌을 단독으로 주입하여 중합될 수 있다. 상기 중합체의 중합방법은 본 기술분야에서 공지된 통상적인 방법에 의한 것으로, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다.
상기 (a) 결정성 폴리프로필렌은 다른 성분과의 상대 함량 기준으로 65 내지 85 중량부 포함되고, 바람직하게는 70 내지 80 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량이 65 중량부 미만이면 결정화도가 낮아져 내열성 및 열접착 특성이 저하되고, 85 중량부를 초과하면 내충격성이 저하되어 높은 충격강도를 요구하는 레토르트 제품으로의 적용이 어렵다.
본 발명에서 상기 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체는 고무 성질의 공중합체로서, 에틸렌과 프로필렌이 동시에 주입되어 중합되며, 상기 (a) 결정성 폴리프로필렌을 중합한 후 이어지는 중합 반응장치에서 (a) 성분의 존재 하에서 연속적으로 중합되어 블록 공중합체 형태로 제조될 수 있다. 상기 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체의 중합방법은 본 기술분야에서 공지된 통상적인 방법에 의한 것으로, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다.
이때, 상기 (b) 성분이 (a) 성분 중합 후 반응기 내에서 연속적으로 중합되는 것과, (a) 성분과 (b) 성분의 구성 물질 일부가 프로필렌 사슬로 동일하여 두 상의 친화력에 의해 균일하게 분산이 되어, 열접착 특성의 저하를 최소화시키며, 충격강도를 향상시키고 (b) 성분의 뭉침으로 인한 피쉬아이 및 오렌지 필 발생을 억제할 수 있다.
상기 (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체는 전체 중량에 대한 에틸렌 함량은 30 내지 70 중량%일 수 있고, 바람직하게는 30 내지 60 중량%일 수 있다. (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체 내에서 에틸렌 함량이 30 중량% 미만이면 중합되는 블록 공중합체에서 충격을 향상시키는 무정형 부분이 감소해 내충격 특성이 감소하고, 70 중량%를 초과하면 결정성 폴리에틸렌 성분이 많이 중합되어 피쉬아이(Fish Eye)가 발생하고 이로 인해 외관 불량 또는 내충격 특성이 감소될 수 있다.
여기서, 상기 (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체에서 용제추출물의 고유점도(자일렌 용제)는 0.5 내지 2.5 ㎗/g인 것이 바람직하다. 상기 고유점도가 0.5 ㎗/g 미만이면 고무 성분의 크기가 작아지고 고무 성분의 분자량이 작아 충격 특성이 저하될 수 있고, 고유점도가 2.5 ㎗/g을 초과하면 고무 성분의 크기가 커지고 뭉침이 발생하여 분산성이 저하되어 피쉬아이(Fish Eye)가 발생할 수 있다. 또한 이러한 뭉침 현상으로 인해 피쉬아이 부분에서의 내충격성의 하락이 발생할 수 있다.
고유점도 비 = 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체(b)의 고유점도 χ 결정성 폴리프로필렌(a)의 고유점도
또한 고무의 분산은 (a) 성분과 (b) 성분의 점도 차이에 의해 발생하기 때문에 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체의 고유점도(자일렌 용제)와, (a) 결정성 폴리프로필렌의 고유점도 비(intrinsic viscosity ratio, 용제추출물의 고유점도/용제에 가용되지 않은 성분의 고유점도) 0.8 내지 2.5인 것이 바람직하다. 상기 고유점도 비가 0.8 미만이면 중합된 상기 (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체의 분자량이 연속상인 성분 (a) 결정성 폴리프로필렌보다 상대적으로 낮아 충격 흡수에 어려움이 있으며, 2.5를 초과하면 성형 후 (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체의 분산상 크기가 증가해 피쉬아이 발생 및 외관 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 (b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체는 다른 성분과의 상대 함량 기준으로 5 내지 20 중량부 포함되고, 바람직하게는 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량이 5 중량부 미만이면 내충격 특성의 상승 효과가 나타나지 않고, 25 중량부를 초과하면 외관 특성이 저하된다.
본 발명에서 상기 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체는 내충격 특성 보강과 함께 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체와의 전체적인 에틸렌 함량 조절을 통해 투명성 및 외관 특성까지 향상시키는 역할을 한다.
상기 (c) 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 밀도가 0.850 내지 0.940 g/㎤이고, 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중)가 1 내지 10 g/10min일 수 있다. 상기 밀도가 0.850 g/㎤ 미만이면 결정성 중합체 성분이 많아져 피쉬아이(Fish Eye)가 발생하고 이로 인해 외관 불량 혹은 내충격 특성이 감소될 수 있고, 0.940 g/㎤을 초과하면 충격성을 향상시키는 무정형 부분이 감소해 내충격 특성이 감소할 수 있다.
본 발명에서 상기 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체는 10 내지 80 중량%의 에틸렌과, 20 내지 90 중량%의 프로필렌 또는 1-부텐으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 (c) 성분 중 상기 에틸렌의 함량 범위를 전제로, 상기 (b) 성분 및 상기 (c) 성분 전체 중량 기준으로, 에틸렌 함량이 25 내지 80 중량%일 수 있고, 바람직하게는 60 내지 80 중량%일 수 있으며, 상기 에틸렌 함량 범위에서 최종 수지 조성물의 내충격 특성 보강과 함께 투명성 및 외관 특성까지 향상시키는 것이 확인되었다.
본 발명에서 상기 (c) 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 다른 성분과의 상대 함량 기준으로 5 내지 35 중량부 포함되고, 바람직하게는 10 내지 30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량이 5 중량부 미만이면 내충격 특성의 상승 효과가 없고, 35 중량부를 초과하면 (a) 결정성 폴리프로필렌과의 분산성이 떨어져 가공성이 저하된다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 용융지수(ASTMD1238, 230℃, 2.16 kg 하중)가 1 내지 30g/10min일 수 있다. 상기 용융지수가 1 g/10min 미만이면 압출 가공 공정에서 수지 흐름 특성이 저하될 수 있고, 30 g/10min을 초과하면 분자량이 낮아져 최종 제품의 내충격 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 당업계에서 공지된 첨가제 및 용제를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 산화방지제, 핵제, 내열안정제, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 난연제, 안료, 염료 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 내열 및 내후안정성을 부여하기 위해 산화방지제와 자외선 흡수제 등을 첨가할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 당업자가 적절하게 그 함량을 조절할 수 있다.
이상의 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 고온 살균이 가능하고 내충격성 및 열접착 특성이 우수하며, 살균 후 오렌지필 발생을 억제함과 더불어, 투명성 및 내백화성 등 외관 특성이 향상되도록 한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 하기 방법으로 측정된 흐림도가 25% 이하, 바람직하게는 10% 이하이고, 굴곡탄성률이 8,000 내지 15,000 kgf/㎠이고, 폴링 다트 충격강도가 500 내지 2,000 g, 바람직하게는 1,000 내지 2,000 g이고, 열접착강도가 5 내지 10 kgf일 수 있다.
[흐림도 측정방법]
ASTM D1003 규격에 따라 40 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
[굴곡탄성률 측정방법]
ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정함.
[폴링 다트 충격강도 측정방법]
ASTM D1709 규격에 따라 60 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
[열접착강도]
100 ㎛ 두께의 필름을 제작하고 두 장 접하도록 하여, Heat gradient 장비(TOYOSEIKI)로 3 kgf/㎠의 압력 하에서 2초간 접착시켜 측정 샘플을 제작하고, 측정 샘플을 폭 15 mm로 재단하여 23℃에서 200 mm/min의 박리속도로 180°의 박리 각에서의 박리강도를 인장강도 측정기를 통해 T-peel 테스트 방식으로 측정함.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 방법에 있어서는 특별한 제한이 없고, 통상적으로 알려진 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 이용하거나 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 일부분을 변형하여 이용할 수 있다.
또한 폴리프로필렌 수지 조성물을 구성하는 성분들은 특별한 순서 제한이 없이 원하는 순서에 따라 선택하여 혼합할 수 있으며, 예컨대, 상기한 바와 같은 각 성분들과 기타 첨가제를 필요한 양만큼 니더(kneader), 롤(roll), 밴배리 믹서(Banbury mixer) 등의 혼련기 또는 1축/2축 압출기 등에 투입한 후 상기 기기들을 사용하여 투입된 원료들을 혼련하는 방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명은 다른 양태로서 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품을 제공하며, 상기 성형품은 필름일 수 있고, 예컨대, 보호필름, 데코시트 또는 레토르트 파우치용 필름일 수 고, 바람직하게는 레토르트 파우치에 적용될 수 있다.
이하, 구체적인 제조예, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1 내지 4
제1 반응기에서 프로필렌을 투입하여 프로필렌 단독 중합체(a)를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌 단독 중합체의 존재 하에서, 프로필렌과 에틸렌을 촉매와 함께 추가 첨가하여 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체(b)를 중합하되, 각 반응기의 운전 조건, 단량체, 촉매, 수소 공급량 등을 조절하여 하기 표 1에 기재된 조성의 프로필렌 블록 공중합체를 제조하였다.
상기 제조된 프로필렌 블록 공중합체와, 에틸렌 및 프로필렌 함량이 하기 표 1에 기재된 함량에 따르도록 조절된 에틸렌-프로필렌 공중합체(c)를 하기 표 1에 기재된 함량비로 스크류 길이/직경(L/D) 비가 25, 직경 40 mm인 2축 압출기에 투입하고, 170 내지 210℃ 조건에서 용융 혼련 후 냉각 고화하여 펠렛 상의 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1 내지 5
제1 반응기에서 프로필렌을 투입하여 프로필렌 단독 중합체(a)를 중합한 후 연속된 제2 반응기에서 프로필렌 단독 중합체의 존재 하에서, 프로필렌과 에틸렌을 촉매와 함께 추가 첨가하여 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체(b)를 중합하되, 각 반응기의 운전 조건, 단량체, 촉매, 수소 공급량 등을 조절하여 하기 표 1에 기재된 조성의 프로필렌 블록 공중합체를 제조하였다.
시험예
실시예 및 비교예에 따라 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 페놀계 산화방지제 0.1 중량부, 포스페이트계 산화방지제 0.1 중량부 및 촉매 중화제로 칼슘 스테아레이트 0.05 중량부를 추가하여 230℃에서 2축 압출기를 통하여 용융 혼합하여 펠렛(pellet)화함으로써, 펠렛 형태의 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다. 나아가, 상기 제조된 펠렛을 이용하여 필름 형태의 시험 시편을 제조하고 하기 방법에 따라 물성 등을 측정, 분석 또는 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[수지 조성물 분석 방법]
(1) 에틸렌 함량
적외선흡수스펙트럼(FT-IR)을 사용하여 720 cm-1, 740 cm-1 특성 피크를 이용하여 에틸렌 함량을 측정하였다.
(2) 융점(Tm)
차동 주사 열량계(상표명 DSC, Perkin-Elmer Co.)를 사용하여 질소가스 대기 하에 220℃에서 5분 동안 시험편 10 mg을 예비 용융시킨 후, 온도를 5 ℃/min의 감온 속도로 40℃로 강하시킨다. 그 후, 온도를 5 ℃/min의 승온 속도로 상승시키고, 수득된 용융 흡열 곡선의 최대 피크의 피크 온도를 융점(Tm)으로서 정의하였다. 또한 5 ℃/min의 승온 속도에서 상기한 측정 장치를 사용함으로써 측정된 인듐(In)의 융점은 156.6℃이었다.
(3) 고유점도 비
(b) 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체의 용제추출물은 프로필렌 블록 공중합체 4 g에 대해 자일렌 용제 200 ℓ 내에 150℃에서 가용된 성분을 나타내고, (a) 결정성 폴리프로필렌은 자일렌 용제에 가용되지 않은 성분을 나타낸다. 각 성분의 고유점도는 상기 자일렌 용제를 이용해 얻은 용제추출물에 대해 135℃ 데칼린 용액 하에서 점도측정기를 이용하여 측정하였다. 고유점도 비는 하기 수학식 1에 따라 계산되었다.
[수학식 1]
고유점도 비 = 무정형 에틸렌 프로필렌 공중합체(b)의 고유점도 ÷ 결정성 폴리프로필렌(a)의 고유 점도
[물성 측정 및 평가 방법]
(1) 용융지수
ASTM D1238 규격에 따라 230℃, 2.16 kg 하중 하에서 측정하였다.
(2) 흐림도
ASTM D1003 규격에 따라 40 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정하였다.
(3) 굴곡탄성률
ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정하였다.
(4) 폴링 다트 충격강도
ASTM D1709 규격에 따라 60 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정하였다.
(5) 열접착강도
100 ㎛ 두께의 필름을 제작하고 두 장 접하도록 하여, Heat gradient 장비(TOYOSEIKI)로 3 kgf/㎠의 압력 하에서 2초간 접착시켜 측정 샘플을 제작하고, 측정 샘플을 폭 15 mm로 재단하여 23℃에서 200 mm/min의 박리속도로 180°의 박리 각에서의 박리강도를 인장강도 측정기를 통해 T-peel 테스트 방식으로 측정하였다.
(6) 피쉬아이(Fish Eye, F/E) 발생도
CPP 필름(면적 600 ㎠)을 제작하고, 외관을 확인하여 피쉬아이를 크기 별로(직경 200 ㎛ 미만 및 이상) 분류하였으며, 피쉬아이의 직경이 200 ㎛ 이상인 개수를 기재하였다.
(7) 내백화성
육안으로 평가하여, 미발생한 경우 우수(◎), 육안으로 구분이 어려운 경우 양호(○), 부분적으로 소량 발생한 경우 보통(△), 전체적으로 발생하거나 부분적으로 심하게 발생한 경우 불량(X)으로 평가하였다.
항목 단위 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5
(a) 프로필렌 단독 중합체 중량부 75 70 80 75 90 88 85 93 90
(b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 중량부 10 10 10 10 10 12 15 7 10
(c) 에틸렌-프로필렌
공중합체		 중량부 15 20 10 25 - - - - -
(b)+(c) 조성 프로필렌 함량(중량%) 60 70 35 25 40 20 15 60 55
에틸렌 함량(중량%) 40 30 65 75 60 80 85 40 45
고유점도비 - 1.2 1.1 1.0 0.9 2.2 2.9 1.6 0.9 1.2
융점(Tm) ℃ 163 164 164 163 163 164 163 164 164
용융지수 g/10min 5 5 5 5 10 9 4 3 3
흐림도 % 22 20 5 4.5 50 60 65 20 35
굴곡탄성률 kgf/㎠ 12000 8000 9500 8500 14000 13000 14000 15000 12000
폴링다트충격강도 g 1000 1200 1200 1500 80 80 300 80 450
열접착강도 kgf 7 6.5 6.5 6 4 3 2.5 5 6
F/E ea/600㎠ 3 2 2 3 50↑ 50↑ 20 3 3
내백화성 육안 평가 ○ ○ ◎ ◎ △ X X △ ○
표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 결정성 폴리프로필렌, 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 특정 조성으로 조합한 폴리프로필렌 수지 조성물(실시예 1 내지 4)은 내충격성 및 열접착 특성이 우수하면서도, 투명성 및 내백화성 등 외관 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 나아가, (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 (c) 에틸렌-α-올레핀 공중합체 중 에틸렌 함량이 65 내지 75 중량% 범위에서는 굴곡탄성률 및 열접착강도의 저하를 최소화하면서 특히, 투명성, 내충격성 및 외관 특성이 더욱 향상되어 상기 에틸렌 함량에 있어 이상적인 범위가 존재함을 확인할 수 있다.
이에 대하여, (c) 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 포함하지 않을 경우 함량비와 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체의 에틸렌 함량에 따라 정도의 차이는 있으나, 투명성, 내충격성 및 외관 특성이 전반적으로 저조한 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. (a) 결정성 폴리프로필렌 65 내지 85 중량부;
    (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체 5 내지 20 중량부; 및
    (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체 5 내지 35 중량부;
    를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 무정형 에틸렌-프로필렌 공중합체는 30 내지 70 중량%의 에틸렌과 30 내지 70 중량%의 프로필렌으로 구성된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 에틸렌과 탄소수 3 내지 10인 α-올레핀의 공중합체는 10 내지 80 중량%의 에틸렌과, 20 내지 90 중량%의 프로필렌 또는 1-부텐으로 구성된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 성분 및 상기 (c) 성분 전체 중량 기준으로, 에틸렌 함량이 25 내지 80 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 성분 및 상기 (c) 성분 전체 중량 기준으로, 에틸렌 함량이 60 내지 80 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 하기 방법으로 측정된 흐림도가 25% 이하이고, 굴곡탄성률이 8,000 내지 15,000 kgf/㎠이고, 폴링 다트 충격강도가 500 내지 2,000 g이고, 열접착강도가 5 내지 10 kgf인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물:
    [흐림도 측정방법]
    ASTM D1003 규격에 따라 40 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
    [굴곡탄성률 측정방법]
    ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정함.
    [폴링 다트 충격강도 측정방법]
    ASTM D1709 규격에 따라 60 ㎛ 두께의 필름을 제작하여 측정함.
    [열접착강도]
    100 ㎛ 두께의 필름을 제작하고 두 장 접하도록 하여, Heat gradient 장비(TOYOSEIKI)로 3 kgf/㎠의 압력 하에서 2초간 접착시켜 측정 샘플을 제작하고, 측정 샘플을 폭 15 mm로 재단하여 23℃에서 200 mm/min의 박리속도로 180°의 박리 각에서의 박리강도를 인장강도 측정기를 통해 T-peel 테스트 방식으로 측정함.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 수지 조성물을 포함하는 필름.
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