KR20210056129A

KR20210056129A - 다층 구조를 갖는 차단성 수지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20210056129A
Application number: KR1020190142834A
Authority: KR
Inventors: 강원준; 송한수; 배성수; 이상진
Original assignee: 한화솔루션 주식회사
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2039-11-08
Also published as: KR102646739B1; WO2021091091A1

Abstract

본 발명은 차단성 물품 제조 시 사용되는 수지로 다층(multilayer)구조를 포함하여 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되며 저렴한 비용으로 제조 가 가능한 기술에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 다층구조를 갖는 차단성 수지는 폴리올레핀, 차단성수지, 상용화제를 부피비(volume ratio), 점도비(viscosity ratio)등을 조절하여 압출한 멜트 블랜드(melt blend)수지로 제공된다.
본 발명에 따른 다층 구조를 갖는 차단성 수지는 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되어 저렴한 비용으로 제조가 가능한 수지를 제공하는 효과가 있다.

Description

다층 구조를 갖는 차단성 수지 및 그 제조방법{BARRIER RESIN HAVING A MULTILAYER STRUCTURE AND A METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 차단성 물품 제조 시 사용되는 수지로 다층(multilayer)구조를 포함하여 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되며 저렴한 비용으로 제조 가능한 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다층구조를 갖는 차단성 수지는 폴리올레핀, 차단성수지, 상용화제를 부피비(volume ratio), 점도비(viscosity ratio)등을 조절하여 멜트 블랜드(melt blend)수지로 제공된다.

대표적인 차단수지(barrier resin)중 하나인 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol, EVOH)은 에틸렌(ethylene)과 비닐알코올(vinyl alcohol)의 공중합체로 가공성이 우수하고, 분자 내에 하이드록시(-OH)기가 존재하여 분자간 강한 수소결합(hydrogen bonding)을 가져 산소투과도가 매우 낮다. 일반적으로 폴리에틸렌의 산소투과도는 60,000cc/m².day 이상이고, 에틸렌비닐알코올의 산소투과도는 0.1 내지 80cc/m².day 수준을 나타낸다. 또한, 에틸렌비닐알코올(EVOH)은 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidenechlolide, PVdC) 대비 고가 제품이지만, 투명 증착 배리어 제품에 비하여 가격이 저렴하며 가공성 우수하고 재활용이 가능한 장점으로 차단수지 시장을 선도하고 있다. 다만, 에틸렌비닐알코올(EVOH)은 수분 존재 하에서 수소결합이 약해지면서 산소차단특성이 더욱 약화되고 수분투과도가 높아지므로, 업계에서는 수분투과도가 낮은 폴리에틸렌(PE)과 multilayer 필름으로 제조해 사용하고 있다. multilayer 필름의 구조는 5 레이어(layer) 구조로 제공되며, 보다 자세하게는 폴리에틸렌(PE)/접착수지/에틸렌비닐알코올층(EVOH)/접착수지/폴리에틸렌(PE)의구조로 제공되며, 상기 에틸렌비닐알코올층(EVOH)에 포함되는 EVOH 분자 구조는 화학식 1과 같다.

[화학식 1]

상기 5 레이어 구조의 필름은 일반적으로 내층 및 외층으로는 폴리에틸렌층이 제공되고, 중층으로는 에틸렌비닐알코올층을 포함하고, 중층의 양면에는 접착수지를 포함하는 접착층을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 내층 및 외층에서는 수분, odors등을 차단할 수 있고, 중층에서는 산소, 이산화탄소, freshness 등을 차단할 수 있다. 즉, 폴리에틸렌(PE)층 및 에틸렌비닐알코올(EVOH)층을 포함하는 multilayer 필름에서 폴리에틸렌층은 수분차단층 기능을 하고, 에틸렌비닐알코올층은 산소차단층 기능을 한다. 이 때, EVOH 및 multilayer process 특성상 고비용 공정 구조임으로 개선이 필요하며, 이는 다층 구조를 갖는 차단성 수지 적용으로 이를 해결할 수 있다. 다층 구조를 갖는 차단성 수지는 산소 및 수분 차단성이 모두 우수한 동시에 가공성을 개선이 가능하다.

한편, 다층 구조를 갖는 multilayer필름으로 제조하는 경우, 기존 miscible blend 수지 monolayer 필름 대비 우수한 가스 배리어(gas barrier) 특성을 보이게 되는데, 이 경우에 동일 물질 및 동일 함량의 수지를 사용할지라도 series model(multilayer 구조)과 miscible blend model(matrix/domain 구조)에 따른 투과도 경향에 차이를 보인다. 예를 들어, A 물질 투과도가 1, B 물질의 투과도가 0.01일 때 series model의 투과도는 miscible blend model에 대비해서 항상 낮은 경향을 보인다. 여기서 miscible blend model은 matrix/domain 구조를 가지고 series model에서는 layer 구조를 가진 것을 볼 수 있다. miscible blend model 투과도는 아래 수학식 1을 따르고, series model의 투과도는 수학식 2를 따른다.

결국 동일 물질 및 동일 함량의 수지를 사용하여 가공하더라도 모폴로지(morphology)의 차이에 따라 투과도는 변하게 되고 또한, layer 두께에 따라서도 투과도는 변화하게 되므로 본 발명에서는 투과도를 조절하기 위해 blend 수지로 필름 가공 시 필름의 모폴로지(morphology)가 layer 구조를 갖는 제품을 만들고자 연구 끝에 완성하였다.

한국 등록특허 제10-1002050호 (2007.11.29)

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되어 저렴한 비용으로 제조가 가능한 수지를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명에 따르면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지를 포함하고, 상기 차단성 수지는 연속상(matrix) 및 분산상(domain)에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지가 제공된다.

특히, 상기 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지를 동일한 비율로 포함하여, 레이어 모폴로지(layer morphology)를 갖는 것을 특징으로 한다. 특히, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지가 동일한 비율로 존재할 수 있고, 이 경우, 모폴로지(morphology)에 따른 투과도에 의한 영향을 효율적으로 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지 및 폴리올레핀을 포함하는 차단 물품이 제공된다.

본 발명에 따르면, 폴리올레핀 연속상(matrix) 수지 100 중량부에 대하여, 차단성 수지 30 내지 250 중량부를 포함하고, 상용화제를 0.5 내지 30 중량부 포함하여, 용융블렌딩방법으로 제조되는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 따른 다층 구조를 갖는 차단성 수지는 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되어 저렴한 비용으로 제조가 가능한 수지를 제공할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 수지를 제공하면, 수지를 포함한 필름 제조 시, 기존의 5 레이어 구조의 multilayer필름을 접착층 없이 3 레이어 구조인 multilayer필름 또는 monolayer 필름으로 제공이 가능하여, 가공성을 크게 개선시킬 수 있다.

도 1은 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지 분산상(domain)이 포함된 수지를 도시한 것이다.
도 2는 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 연속상(matrix) 또는 분산상(domain)으로 포함되어 레이어(layer) 형태로 포함된 수지를 도시한 것이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지를 포함하고, 상기 차단성 수지는 연속상(matrix) 및 분산상(domain)에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지 분산상(domain)이 포함될 수 있다. 이는 도 1에서 도시하고 있다. 도 1을 살펴보면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 분산상(domain)이 존재할 수 있고, 분산상은 droplet 또는 disk로도 표현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지는 연속상(matrix) 또는 분산상(domain)이 포함될 수 있다. 이는 도 2에서 도시하고 있다. 도 2를 참고하면, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지가 연속상(matrix) 또는 분산상(domain)으로 포함되어 레이어(layer) 형태로 제공된다. 보다 자세하게는, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지가 동일한 비율로 포함되는 경우, 차단성 수지는 연속상(matrix)이 레이어(layer) 형태로 제공될 수 있다. 또한, 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 비하여 차단성 수지가 적은 비율로 포함되는 경우, 차단성 수지는 분산형(domain)이 레이어(layer) 형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지를 동일한 비율로 포함하여, 레이어 모폴로지(layer morphology)를 갖는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지 연속상(matrix)이 동일한 비율로 포함되어 레이어(layer) 형태로써 제공될 수 있다. 본 발명과 같이 폴리올레핀 수지와 차단성 수지가 동일한 비율로 존재하는 경우, 본 발명이 추구하는 morphology에 따른 투과도에 의한 영향을 효율적으로 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이어 모폴로지(layer morphology)의 레이어는, 400㎛²단위 면적당 1내지 100개가 존재하고, 레이어 개별 두께가 0.001 내지 2.5㎛이며, 레이어의 장축 길이가 25㎛ 이상이고, 평균 아스펙트 비(φn)가 10 이상의 레이어 형태로 분산되어 있는 것이 특징이다. 특히, 레이어의 개별 두께는 모폴로지에 영향을 주고 이는 투과도를 조절하는데 영향을 주는 요소로 상기 두께로 제공되는 경우, 본 발명의 수지에서 개선된 산소차단성 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지의 연속상(matrix) 또는 분산상(domain)을 포함하는 경우, 폴리올레핀 수지 연속상과 차단성 수지의 부피비(Volume ratio)값이 30:70 내지 70:30 범위가 제공된다. 바람직하게는 50:50의 범위가 제공될 수 있다. 상기 범위에서 산소차단성이 우수한 동시에 가공성이 개선되며 저렴한 비용으로 제조가능한 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지에서 분산상(domain)/연속상(matrix) 점도비(viscosity ratio)는 1.E- 5 ~ 3.5 범위가 제공된다. 만약, 블렌드(blend) 시 큰 점도(viscosity) 차이로 점도비(viscosity ratio)가 1.E-6 에 가깝거나 3.5를 초과할 경우 가공 시 큰 shear를 가하더라도 mixing 효과가 떨어지게 됨으로 blend 수지 선정에 있어서 블렌드(blend) 시 점도비(viscosity ratio)가 중요함을 나타내고 있다. 따라서, 본 발명의 경우 상기 범위를 제공하여, 블렌드(blend) 시 바람직한 점도비(viscosity ratio)를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지는 고밀도폴리에틸렌(HDPE, High Density Polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene), 중간밀도폴리에틸렌(MDPE, Medium Density Polyethylene), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 메탈로센 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다. 폴리올레핀 수지는 가장 일반적인 플라스틱으로서 성형성 및 내충격성이 우수하고, 취급이 용이하며, 가격이 저렴하여 통상적으로 사용되고 있지만, 산소를 포함한 기체 투과도가 높은 점을 보완하기 위하여 본 발명은 차단성 수지를 포함하여 함께 제공하여 산소 차단성을 향상시킬 수 있다.

산소 차단성을 향상시키기 위하여 포함되는 상기 차단성 수지는 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다. 이 경우, 상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체은 에틸렌 함량이 10 내지 50몰% 포함한다. 에틸렌 함량이 10 몰% 미만인 경우 산소차단성은 높아지나 가공이 어려운 단점이 있고, 50 몰%를 초과하면 산소차단성이 감소하는 문제가 있다.

본 발명의 차단성 수지는 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 폴리아미드가 나일론4.6, 나일론6, 나일론6.6, 나일론6.10, 나일론 7, 나일론 8, 나일론 9, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46, 메타자일렌다이아민(MXD6), 무정형 폴리아미드에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하여, 폴리 올레핀의 고유 물성을 저하시키지 않으면서 산소 차단성을 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지는 상용화제를 더 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지가 제공된다. 상용화제의 경우, 고분자를 혼합 사용시, 고분자 수지간 결합에 상용성을 부여하여 강도, 인장, 신장율 등 물성이 저하되는 단점을 개선시킬 수 있다.

이 경우, 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지 100 중량부에 대하여, 상용화제는 0.5 내지 30 중량부를 포함한다. 0.5 중량부 미만인 경우, 상용성 개선 효과를 기대하기 어렵고, 30 중량부를 초과하게 되면, 비용면에서 불리하다. 따라서, 상기 범위를 제공하여 뛰어난 가공유동성, 성형가공을 제공하여 바람직한 상용화 효과를 제공할 수 있다.

상기 상용화제는 에틸렌-무수에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 무수말레산 변성(그래프트)고밀도 폴리에틸렌, 무수말레산 변성(그래프트)선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알킬메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 무수말레산 변성(그래프트)에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지의 용융지수 (Melt Index, MI ASTM D1238, 190℃)는 0.1 ~ 40g/10min으로 제공될 수 있다. 또한, 중량평균분자량 30,000 내지 250,000으로 제공될 수 있으며, 바람직하게는 50,000 내지 200,000으로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층구조를 갖는 차단성 수지 및 폴리올레핀을 포함하는 차단 물품이 제공된다. 이 경우, 상기 차단 물품은 다층필름, 시트, 포장지, 파이프, 파우치, 내장재 및 용기에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

한편, 폴리올레핀 연속상(matrix) 수지 100 중량부에 대하여, 차단성 수지 30 내지 250 중량부를 포함하고, 상용화제를 0.5 내지 30 중량부 포함하여, 용융블렌딩방법으로 제조되는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법이 제공된다. 상기 용융블렌딩방법은 블렌드(Blend)하려고 하는 고분자물질들의 용융온도 이상으로 열을 가해 녹인 후 기계적 힘에 의해 일정한 모풀로지를 가지게 함으로써 새로운 물질을 만드는 것을 의미하며, 본 발명의 경우, 폴리올레핀 수지와 차단성 수지인 EVOH의 용융온도인 100℃ 내지 300℃, 바람직하게는 150℃ 내지 230℃에서 용융한 후 압축할 수 있다.

상기 폴리올레핀 수지 연속상과 차단성 수지의 부피비(Volume ratio)값이 30:70 내지 70:30를 포함한다. 또한, 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지에서 분산상(domain)/연속상(matrix) 점도비(viscosity ratio)는 1.E- 5 ~ 3.5 범위가 제공된다. 상기 수치 범위의 경우는 전술한 바와 동일하다.

상기 용융블렌딩은 압출기, 니더(Kneader), 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plsaticorder), 믹싱롤(Mixing Roll) 및 혼합기에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 압출기의 경우, 바람직하게는 용융압출기를 제공하며, 용융 공정에서 투입하게 되는 각종 원료 물질에 따라서 공정 조건을 최적화시켜 공정을 진행할 수 있다. 용융 공정에서 용융 온도는 100℃ 내지 300℃가 제공될 수 있으며, 바람직하게는 150℃ 내지 230℃가 제공될 수 있다. 이때, 용융 흐름 지수는 0.1에서 40정도이며, 분석방법은 Melt Index이며 단위는 g/10min으로 제공된다.

또한, 상기 압출기의 일 실시예로는 일축, 이축 및 다축 압출기가 제공될 수 있으며, 바람직하게는 이축 압출기가 제공되며, 이 경우 혼련성이 우수한 효과가 있다.

나아가, 본 발명에 따른 상기 다층구조를 갖는 차단성 수지는 필요에 따라, 열안정제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 윤활제, 이형제, 커플링제 등은 필요에 따라 추가 될 수 있으며, 이에 제한 되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기의 제조방법에 의하여 제조된 다층구조를 갖는 차단성 수지를 포함하는 차단 물품이 제공된다. 이 경우, 상기 차단 물품은 다층필름, 시트, 포장지, 파이프, 파우치, 내장재 및 용기에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들어서, 다층 필름의 경우, 다층 수지층의 양면에 폴리올레핀층을 포함하여 제공될 수 있으며, 이 경우, 다층 압출기(multilayer Extruder)를 이용하여 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

<제조예>

제조예 1: 수지의 제조

1 MI(Melt Index)의 LLDPE 50%, EVOH-44%(EVOH ethylene contents) 50%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 0.5인 수지를 이축압출기를 사용하여 Blend 수지를 제조하였다.

Blend 수지를 제조하기 위해 라이스트리츠(Leistritz)社의 twin screw extruder(27mmΦ)을 사용하였고, 가공 온도 C1/C2/C3/C4/C5/C6/C7/C8/C9/A= 65/170/180/190/200/200/210/210/210/200℃, screw speed 200~250 rpm, feeding 8~9kg/h 기준 조건으로 제조하였다.

제조예 2: 수지의 제조

1 MI의 LLDPE 50%, EVOH-29% 50%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 1.1인 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 제조 하였다.

제조예 3: 수지의 제조

1 MI의 LLDPE 55%, EVOH-29% 45%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 1.1인 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 제조 하였다.

제조예 4: 수지의 제조

1 MI의 LLDPE 70%, EVOH-44% 30%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 0.5인 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 제조 하였다.

제조예 5: 수지의 제조

3 MI의 LLDPE 50%, EVOH-29% 50%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 2.7인 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 제조 하였다.

제조예 6: 수지의 제조

1 MI의 LLDPE 50%, EVOH-29% 50%, 상용화제 1 phr를 포함하며, Viscosity Ratio 2.7인 수지를 Banbury Kneader를 사용하여 blend 제조하였다.

<실시예>

실시예 1: 차단성 필름의 제조

제조예 1에 따른 수지를 이용하여, layer 블로운 차단성 필름을 제조하였다. 이 경우, 3 layer 블로운 필름 압출기는 Killon 社의 3 layer 블로운 필름 압출기(내외층 30mmΦ, 중층 45mmΦ screw, 75mmΦ die)로, 내외층C1/C2/C3/C4/A =170/180/210/220/220℃ screw speed 50rpm, 중층C1/C2/C3/C4/A/D1/D2/D3 =170/180/190/210/210/220/220/200℃ screw speed 10rpm 조건에서 BUR 2, 100㎛ 두께 필름을 제조하였다.

실시예 2: 차단성 필름의 제조

제조예 1에 따른 수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

실시예 3: 차단성 필름의 제조

제조예 3에 따른 수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

비교예 1: 차단성 필름의 제조

제조예 4에 따른 수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

비교예 2: 차단성 필름의 제조

제조예 5에 따른 수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

비교예 3: 차단성 필름의 제조

제조예 6에 따른 수지를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다

<실험예>

실험예: 산소투과도 측정

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 필름의 산소투과도를 측정하였다. 측정조건 23.0 ℃, 65% RH이다. 측정기기의 경우, Mocon 社의 산소투과도 측정기 OX-TRAN 2/22L 를 사용하였다. 산소투과도 측정 시 test gas는 산소, carrier gas는 혼합가스(질소+수소), 온도 20 내지 23℃ 상대습도 0 내지 65% 조건에서 측정하였다.

	Blend 조성 및 제조 방식	산소투과도 (cc/m².day)
실시예1	1MI LLDPE 50%, EVOH-44% 50%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 0.5	2.8
실시예2	1MI LLDPE 50%, EVOH-29% 50%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 1.1	1.1
실시예3	1MI LLDPE 55%, EVOH-29% 45%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 1.1	0.9
비교예1	1MI LLDPE 70%, EVOH-44% 30%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 0.5	14.2
비교예2	3MI LLDPE 50%, EVOH-29% 50%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 2.7	131.8
비교예3	1MI LLDPE 55%, EVOH-29% 45%, 상용화제 1phr, Viscosity Ratio 1.1 ※ Banbury Kneader 사용 blend 제조	120.1

표 1에 제시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차단성 수지를 포함하는 경우, 산소투과도 값이 현저하게 낮은 점에서 비추어 산소 차단이 매우 우수함을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 다층구조를 갖는 차단성 수지는 부피비(volume ratio), 점도비(viscosity ratio) 등을 조절하여 용융블렌딩방법으로 제조됨에 따라 저비용으로도 제조가 가능하고, 가공성이 향상되어 해당 가공 분야의 적용을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

특히, 본 발명에 따른 수지를 제공하면, 수지를 포함한 필름 제조 시, 기존의 5 레이어 구조의 multilayer필름을 접착층 없이 3 레이어 구조인 multilayer필름 또는 monolayer 필름으로 제공 가능하여, 가공성을 크게 개선시킬 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에
차단성 수지를 포함하고,
상기 차단성 수지는 연속상(matrix) 및 분산상(domain)에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)에 차단성 수지를 동일한 비율로 포함하여, 레이어 모폴로지(layer morphology)를 갖는 것을 특징으로 하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제2항에 있어서,
상기 레이어 모폴로지(layer morphology)의 레이어는,
400㎛² 단위 면적당 1내지 100개가 존재하고, 레이어 개별 두께가 0.001 내지 2.5㎛이며, 레이어의 장축 길이가 25㎛ 이상이고, 평균 아스펙트 비(φn)가 10 이상의 레이어 형태로 분산되어 있는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지 연속상(matrix)과 차단성 수지의 부피비(Volume ratio)값이 30:70 내지 70:30 범위인 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 다층구조를 갖는 차단성 수지에서 분산상(domain)/연속상(matrix) 점도비(viscosity ratio)는 1.E- 5 ~ 3.5 범위인 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지는 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 중간밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 메탈로센 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 차단성 수지는 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제7항에 있어서,
상기 에틸렌-비닐알코올 공중합체은 에틸렌 함량이 10 내지 50몰% 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제7항에 있어서,
상기 폴리아미드는 나일론4.6, 나일론6, 나일론6.6, 나일론6.10, 나일론 7, 나일론 8, 나일론 9, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 46, 메타자일렌다이아민(MXD6) 및 무정형 폴리아미드에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항에 있어서,
상기 수지는 상용화제를 더 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제10항에 있어서,
상기 다층구조를 갖는 차단성 수지 100 중량부에 대하여, 상용화제는 0.5 내지 30 중량부를 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제10항에 있어서,
상기 상용화제는 에틸렌-무수에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 무수말레산 변성(그래프트)고밀도 폴리에틸렌, 무수말레산 변성(그래프트)선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알킬메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 무수말레산 변성(그래프트)에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지.
제1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 따른 다층구조를 갖는 차단성 수지 및 폴리올레핀을 포함하는 차단 물품.
제13항에 있어서,
상기 차단 물품은 다층필름, 시트, 포장지, 파이프, 파우치, 내장재 및 용기에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차단 물품.
폴리올레핀 연속상(matrix) 수지 100 중량부에 대하여, 차단성 수지 30 내지 250 중량부를 포함하고, 상용화제를 0.5 내지 30 중량부 포함하여, 용융블렌딩방법으로 제조되는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법.
제 15항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지 연속상과 차단성 수지의 부피비(Volume ratio)값이 30:70 내지 70:30를 포함하는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법.
제 15항에 있어서,
상기 다층구조를 갖는 차단성 수지에서 분산상(domain)/연속상(matrix) 점도비(viscosity ratio)는 1.E- 5 ~ 3.5 범위인 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법.
제 15항에 있어서,
상기 용융블렌딩은 압출기, 니더(Kneader), 브라벤더 플라스티코더(Brabender Plsaticorder), 믹싱롤(Mixing Roll) 및 혼합기에서 에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법.
제 18항에 있어서,
상기 압출기는 이축 스크류 압출기인 것을 특징으로 하는 다층구조를 갖는 차단성 수지의 제조방법.