In this study, biaxially oriented film process was used to improve barrier property of polypropylene(PP)/ethylene-vinyl alcohol copolymer(EVOH) blends by inducing a laminar morphology of the dispersed phase in the matrix phase. In order to examine the extent of deformation during melt extrusion process, the rheological properties of the resins were measured and the viscosity ratio of the dispersed phase to the continuous phase was determined. The effects of compatibilizer content, draw ratio, and draw temperature on the oxygen permeability and morphology of biaxially drawn blend films were studied. The laminar morphology of the EVOH phase with a larger area of thinner layer induced by biaxial orientation was found to result in a significant increase on oxygen barrier property of PP/EVOH(85/15) blends by about 10 times relative to the pure PP. When both PP-g-MAH and ionomer were used as the compatibilizers, there existed an optimum level of compatibilizer content for obtaining improved barrier properties with a well developed laminar structure. In addition, higher draw ratio and draw temperature were found to be more favorable processing conditions in obtaining higher barrier blends.

본연구에서는 블렌드 내의 분산상을 잘 발달된 판상 구조로 발현시켜 폴리프로필렌(PP)/에틸렌 비닐알코올 공중합체(EVOH) 블렌드의 차단 성질을 향상시키기 위하여 필름 제조 공정으로써 이축연신 공정을 이용하였다. 분산상 수지와 연속상 수지의 점도비로부터 용융 압출 공정시 변형의 정도를 파악하기 위하여 각 수지의 유변물성을 측정하였으며, 상용화제 함량과 연신 배율 및 연신 온도 등이 이축연신 블렌드 필름의 산소 투과도와 모폴로지에 미치는 영향을 조사하였다. 15 wt%의 EVOH를 첨가한 PP/EVOH 블렌드 필름의 산소차단성은 EVOH 분산상이 이축연신에 의해 넓은 면적의 판상구조로 발현되어 순수 PP에 비해 10배 정도까지 증가한 것으로 나타났다. 모폴로지를 조절하고 두 상간의 계면결합력을 증진시키기 위하여 PP-g-MAH와 ionomer를 사용한 결과, 차단 효과를 효과적으로 향상시키기 위해서는 상용화제를 블렌드에 최적의 함량으로 첨가해야 한다는 사실을 알 수 있었다. 또한 높은 연시 배율과 연신 온도로 이축연신하여 제조된 블렌드 필름에서 더욱 뚜렷한 판상 모폴로지가 관찰되었으며, 차단효과는 증가한 것으로 나타났다.

Keywords: PP/EVOH blends; biaxially oriented film; laminar morphology; oxygen barrier property