KR101767652B1 - 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름 - Google Patents

이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌, (b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 (c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함하는 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름에 관한 것이다.

Description

이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름{SEALANT LAYER COMPOSITION FOR EASY PEEL MULTI-LAYER AND MULTI-LAYER HAVING SEALANT LAYER USING THE SAME}
본 발명은 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 실란트층은 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 갖는 폴리부틸렌을 포함하는 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 포함하는 다층필름에 관한 것이다.
이지필 필름은 열에 의한 실링을 통하여 밀봉한 후에 사용자가 쉽게 개봉할 수 있도록 이지필 기능을 갖는 다양한 실란트층의 조성 및 이를 가진 필름이 개발되어 사용되고 있다.
최근 식품의 다양화에 따라서 여러 가지 포장 재료가 제안되어 있다. 그 중에서도 이지필 기능을 갖는 필름은 식품 포장용 필름으로서 널리 이용되고 있다. 이지필 기능을 갖는 필름에는 밀봉성과 이지필 기능이라는 상반된 성능을 동시에 만족시키는 것이 요구된다. 또한, 식품 포장 필름의 다양화에 따라서 다양한 열실링 온도에 따른 실링 강도를 갖는 이지필 필름의 개발이 요구되고 있다.
이러한 이지필 기능을 갖는 필름의 요구 특성은 열 압착 시에 자동화 라인에서도 균일한 열접착 강도 또는 실링 강도와 폭 넓은 실링 온도 범위를 가지며 개봉 시에 엔젤 헤어 현상과 같은 이물 유발 물질의 발생이 없어야 한다. 또한 식품 포장의 특성상 투명도가 높은 필름의 조성이 유리하다.
그러나 지금까지는 높은 밀봉성을 발현시키기 위해 높은 실링 강도가 필요하였고, 실링 강도를 높임으로써 이지필 기능이 손상된다고 하는 문제가 있었다.
이런 문제를 해결하기 위해 최근에는 폴리에틸렌에 이지필 기능을 부여하기 위하여 폴리부틸렌(PB)을 폴리에틸렌(PE)에 블렌딩하여 필름을 제조하는 방법이 알려져 있으며 블렌드 시에 발생하는 단점들을 극복하기 위하여 제 3의 성분을 첨가하거나 특수한 폴리부틸렌을 사용하는 방법들이 알려져 있다.
예를 들 면, 미국등록특허 제4.665,130호에는 폴리에틸렌, 폴리부틸렌의 블렌드에 폴리프로필렌(PP)를 첨가하여 흐림도(Haze)를 개선하였고, 또한, 미국등록특허 4,666,778호에는 에틸렌계 수지, 폴리1-부텐, 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 용이 박리 실란트재가 기재되어 있으나, 실링온도에 따른 실링 강도 편차가 커 적당한 실링 강도로 조절하기 어렵다.
또한, 일본공개특허 특개평 1-315443호에는, 500,000 이상의 평균 분자량을 갖는 폴리1-부텐과 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 실란트용 조성물이 기재되어 있다. 그러나, 사용하는 폴리1-부텐의 분자량이 높고, 또한 용융흐름지수가 작기 때문에, 성형법이 제한되며, 실링 강도의 조절이 어렵다.
이와 같이 상기의 조성물 및 실란트층을 포함하는 이지필 필름들은 여전히 실링 온도에 따른 접착력의 편차가 크고, 실링 강도 조절이 어려워 실링 강도를 높이면서 이지필 기능을 부여하기가 어렵고, 투명성도 저하되는 단점이 있다.
미국등록특허 제4.665,130호 미국등록특허 제4,666,778호 일본특허공개 특개평 1-315443호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 손쉽게 박리할 수 있는 실란트층을 포함함으로써 이지필 기능을 갖고 실란트층 조성물로 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 가지는 폴리부틸렌을 포함하여 실링 온도 범위를 넓게 조절하고, 폴리부틸렌의 종류와 함량 변화를 통한 실링 강도조절을 용이하게 하고 투명도를 개선할 수 있는 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름에 관한 것이다.
본 발명의 실란트층 조성물은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌,
(b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및
(c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함할 수 있다.
상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3일 수 있다.
상기 실란트층 조성물은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것일 수 있다.
본 발명은 기재필름 및 실란트층을 포함하는 다층필름으로서,
상기 실란트층은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌, (b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 (c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함하는 실란트층 조성물로 이루어진 것일 수 있다.
상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3일 수 있다.
상기 실란트층은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것일 수 있다.
상기 실란트층은 5 내지 50 ㎛의 두께일 수 있다.
상기 다층필름은 접착층 및 가스배리어층에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 층을 더 포함할 수 있다.
상기 기재필름은 폴리올레핀 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 알루미늄박 및 증착 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 접착층은 이오노머, 말레산무수물 그래프트(grafted) 폴리올레핀, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌부틸아세테이트(EBA), 에틸렌메틸아세테이트(EMA) 및 에틸렌아크릴산(EAA)로 이루어진 군에서 선택되는 접착제를 포함할 수 있다.
상기 가스배리어층은 에틸렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH), 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴(염화비닐리덴-염화비닐 공중합체), 폴리비닐알코올으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
상기 다층필름은 공압출에 의해 적층되는 것일 수 있다.
상기 다층필름은 티다이, 블로운 및 튜블러 타입에서 선택되는 압출기를 사용하여 공압출하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름은 실란트층에 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 가지는 폴리부틸렌을 포함함으로써, 폭 넓은 실링 온도 범위에서 실링 강도의 편차가 적고, 이지필 기능을 가지며, 엔젤헤어현상과 같은 이물 유발 물질 발생을 억제할 수 있다는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
본 발명에서 “엔젤헤어”는 부착된 필름을 용기와 같은 제품에서 개봉 후 필름에 실오라기와 같이 남아있는 찌꺼기 현상을 뜻하며, 이는 이물질로도 보이기때문에 본 발명에서는 나타나지 말아야 되는 매우 중요한 품질 요소가 된다.
본 발명에서 “실란트층”은 피착체와 용이하게 융착하고, 낙하 등의 충격이나, 적재에 있어서의 가압, 보관 시의 고온 등의 환경에 있어서도 안정적으로 실링을 유지하여 밀봉할 수 있고, 내용물을 사용할 때는 용이하게 박리하여 개봉할 수 있는 이지필 기능을 갖는 층을 의미한다.
본 발명은 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 포함하는 다층필름에 관한 것이다.
본 발명을 구체적으로 설명하면,
본 발명의 실란트층 조성물은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌,
(b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및
(c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함할 수 있다.
상기 실란트층 조성물로 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 가지는 폴리부틸렌을 포함하여 실링 온도 범위를 넓게 조절할 수 있고, 폴리부틸렌의 용융지수 변화와 함량 변화를 통하여 실링 강도조절이 용이하다. 또한, 투명도를 개선할 수 있다.
상기 폴리에틸렌은 에틸렌 단일중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌으로, 실란트층 조성물의 내습성 및 대전방지성을 부여하기 위한 것이다. 상기 폴리에틸렌의 구체적인 예를 들면, 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체에서 선택되는 에틸렌계수지를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌 및 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌에서 선택되는 에틸렌계수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위 내의 밀도를 가진 폴리에틸렌의 경우 내열성, 내마모성 강성, 접착 강도, 실링 강도, 저온실링성, 엔젤헤어현상억제 등의 효과가 있어 바람직하다. 보다 구체적으로 저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.925 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.918 내지 0.945 g/㎝3인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 마지막으로 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.915 내지 0.925 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 폴리부틸렌은 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함할 수 있다.
상기 제1폴리부틸렌은 상기 범위의 용융지수를 가짐으로써 압출 시 과한 압을 부여하지 않고, 높은 속도로 필름을 성형할 수 있다.
상기 제2폴리부틸렌은 상기 범위의 용융지수를 가짐으로써 실링 온도 의존성을 낮춰 실링 강도 조절을 용이하게 할 수 있다.
상기 제1폴리부틸렌과 제2폴리부틸렌을 동시에 포함함으로써 폭 넓은 실링 온도 범위와 실링 강도 조절 및 폭 넓은 실링 온도 범위에서 균일한 접착력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실란트층 조성물은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란트층 조성물은 상기 범위내의 비율을 포함할 경우 상기 실란트층 조성물로부터 얻어지는 실란트층을 포함하는 다층필름의 실링 강도, 밀봉성 및 이지필 기능의 균형을 맞아 이지필 기능이 우수한 다층필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 폴리에틸렌은 상기 범위 내일 경우 저온열실링성을 가지며, 엔젤헤어현상과 같은 이물 유발물질이 발생되지 않으며, 이지필 기능이 떨어지지 않을 수 있다. 상기 폴리부틸렌은 상기 범위내일 경우 폭 넓은 실링 온도 범위를 가지고, 실링 강도 조절이 용이하다.
본 발명은 기재필름 및 실란트층을 포함하는 다층필름으로서,
상기 실란트층은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌, (b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 (c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함하는 실란트층 조성물로 이루어진 것일 수 있다.
상기 실란트층 조성물로 제조된 실란트층을 포함하는 다층필름을 제조 시 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 가지는 폴리부틸렌을 포함하여 실링 온도 범위를 넓게 조절할 수 있고, 폴리부틸렌의 용융지수 변화와 함량 변화를 통하여 실링 강도조절이 용이하다. 또한, 투명도를 개선할 수 있다.
본 발명의 상기 폴리에틸렌은 에틸렌 단일중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되는 폴리에틸렌으로, 실란트층 조성물의 내습성 및 대전방지성을 부여하기 위한 것이다. 상기 폴리에틸렌의 구체적인 예를 들면, 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체에서 선택되는 에틸렌계수지를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌 및 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌에서 선택되는 에틸렌계수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 메탈로센-선형저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위 내의 밀도를 가진 폴리에틸렌의 경우 내열성, 내마모성 강성, 접착 강도, 실링 강도, 저온실링성, 파대강도 등이 좋아 바람직하다. 보다 구체적으로 저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.925 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.918 내지 0.945 g/㎝3인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 마지막으로 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.915 내지 0.925 g/㎝3 인 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 폴리부틸렌은 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함할 수 있다.
상기 제1폴리부틸렌은 상기 범위의 용융지수를 가짐으로써 압출 시 과한 압을 부여하지 않고, 높은 속도로 필름을 성형할 수 있다.
상기 제2폴리부틸렌은 상기 범위의 용융지수를 가짐으로써 실링 온도 의존성을 낮춰 실링 강도 조절을 용이하게 할 수 있다.
상기 제1폴리부틸렌과 제2폴리부틸렌을 동시에 포함함으로써 폭 넓은 실링 온도 범위와 실링 강도조절, 폭 넓은 실링 온도 범위에서 균일한 접착력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 다른 상기 기재필름은 폴리올레핀 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 알루미늄박 및 증착 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기재필름은 다층필름이 갖는 유연한 특성 및 기본적인 기계적 강도를 담보할 수 있다.
상기 기재필름은 10 내지 30 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위 내의 두께를 가질 경우 다층필름의 유연성 또는 지지력을 부여해줄 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실란트층은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란트층 조성물은 상기 범위내의 비율을 포함할 경우 상기 실란트층 조성물로부터 얻어지는 실란트층을 포함하는 다층필름의 실링 강도, 밀봉성 및 이지필 기능의 균형을 맞아 이지필 기능이 우수한 다층필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 폴리에틸렌은 상기 범위 내일 경우 저온열실링성을 가지며, 엔젤헤어현상과 같은 이물 유발물질이 발생되지 않으며, 이지필 기능이 떨어지지 않을 수 있다. 상기 폴리부틸렌은 상기 범위 내일 경우 폭 넓은 실링 온도 범위를 가지고, 실링 강도 조절이 용이하다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 실란트층은 5 내지 50 ㎛의 두께일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란트층은 상기 범위 내일 경우 내충격 강도, 가열밀봉강도 및 수증기 투과성이 우수하고, 또한, 이지필 기능을 발휘하기에 적합하다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 다층필름은 접착층 및 가스배리어층에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 층을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 다층필름은 기재필름, 접착층, 가스배리어층, 접착층 및 실란트층으로 적층될 수 있다. 상기 다층필름은 기재필름 상에 접착층이 형성되고, 접착층 상에 가스배리어층이 형성되고, 상기 가스배리어층 상에 접착층이 형성되고, 상기 접착층이 형성된 가스배리어층 상에 실란트층을 형성하여 제공될 수 있다. 상기 일 양태에 따른 다층필름은 상기 가스배리어층을 포함함으로써 가스 및 수증기배리어성이 우수해 지며, 기재필름의 유연한 특성 및 기계적 강도를 부여하고, 실란트층의 이지필 기능 및 실링 강도를 조절 할 수 있어 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 접착층은 이오노머, 말레산무수물 그래프트(grafted) 폴리올레핀, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌부틸아세테이트(EBA), 에틸렌메틸아세테이트(EMA) 및 에틸렌아크릴산(EAA)로 이루어진 군에서 선택되는 접착제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접착층은 다층필름의 층 사이 계면에서의 접착력을 증진시키기 위한 것으로, 무극성인 기재필름 또는 실란트층과 극성인 가스배리어층 간의 상분리를 방지하기 위해 필요하다.
상기 말레산무수물 그래프트 폴리올레핀은 무수말레인산 그래프트 저밀도폴리에틸렌(MAH-g-LDPE), 무수말레인산 그래프트 선형저밀도폴리에틸렌(MAH-g-LLDPE), 무수말레인산 그래프트 고밀도폴리에틸렌(MAH-g-HDPE), 무수말레인산 그래프트 에틸렌비닐아세테이트(MAH-g-EVA) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접착층은 1 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위내의 두께를 가질 경우 접착력이 부여되면서 다층필름의 기계적 강도 및 온도, 습도의 변화에 치수 안정성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 가스배리어층은 에틸렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH), 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴(염화비닐리덴-염화비닐 공중합체), 폴리비닐알코올으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가스배리어층은 다층필름에 포함함으로써 다층필름에 의해 보호되는 내부 진공도 유지 및 외부의 가스 또는 수분 등의 유입을 차단하는 역할을 할 수 있다.
상기 가스배리어층은 0.5 내지 30 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위내의 두께를 가질 경우 다층필름의 제조 비용을 절감하고, 균일한 가스배리어성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 다층필름은 공압출에 의해 적층되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 공압출 시 공압출기는 압출기의 수나 구조에 따라, 동일 성분으로 구성된 수지나 각각 다른 성분의 수지를 2층 이상으로 압출피복할수 있기 때문에 섬유와 필름을 접합하는 수지를 각각 달리 설계할 수도 있기 때문에 기능성을 부여하는 데에 아주 효율적이다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 다층필름은 티다이, 블로운 및 튜블러 타입에서 선택되는 압출기를 사용하여 공압출하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 공압출 시 원하는 제품 두께에 따라 티다이, 블로운 및 튜블러 타입 압출기 등에서 공압출할 수 있으며, 제품의 형태 및 용도에 따라 1축 압출기나 2축 압출기 등이 자유롭게 선택될 수 있다. 압출 시 온도범위보다 용융온도가 낮을 시는 층간접착력이 떨어지며 상기온도범위보다 높을 시는 과도한 열분해가 일어나서 시트에 열분해 산물로 인한 기포가 생성될 수 있어 온도 조절이 필요하다.
본 발명의 압출 시 온도조건은 조성의 종류와 함량에 따라 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 기재필름은 190 내지 250 ℃, 접착층은 130 내지 200 ℃, 가스배리어층은 200 내지 250 ℃, 실란트층은 190 내지 230 ℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다층필름이 사용되는 용도는 주로 젤리, 유제품, 어묵과 같은 어류가공류, 육가공류, 장류, 커피 등의 식품 포장 필름 또는 의료용 용액 포장을 위한 용기에 사용하는 것을 비롯하여, 다양한 산업에서 광범위하게 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 필름을 다층으로 공압출하여 제조하는 목적에는 먼저, 가스 또는 수분에 대한 배리어성을 강화 또는 조절하는 것이다. 본 발명의 일 양태에 따라 산소, 이산화탄소와 같은 기체 또는 수증기에 대한 가스배리어층을 제공하여 포장한 내부에 함유된 용액의 안정성을 유지할 수 있다.
두 번째는 단층필름이 가질 수 없는 물성을 향상 또는 강화하기 위한 것이다. 상기 물성에는 자외선 차단성, 실링성, 인쇄성, 유연성, 내한성, 고온 저항성, 경량성, 탄성, 광학성, 내화학성, 가공성, 성형성 등이 있고, 이외에도 원가절감 등의 단층필름의 물성에 부가적인 성능을 부여할 수 있다. 또는 단층필름의 단점을 상쇄할 수 있어 공압출하여 다층필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 다층필름은 용도에 적합한 목적하는 강도의 이지필 기능 또는 밀봉성을 적절히 가질 수 있도록 제조하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다층필름의 이지필 기능에 요구되는 접착력 또는 실링 강도 범위는 특별히 한정하는 것은 아니나, 다층필름의 용도, 식품의 보관 환경과 선호도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 통상적으로 육가공류와 어류가공류의 경우 실링 강도가 0.5 내지 0.8 ㎏/25㎜이며, 젤리, 유제품은 0.8 내지 1.2 ㎏/25㎜, 장류는 1.1 내지 1.5 ㎏/25㎜일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 다층필름은 폴리에스테르, 연신프로필렌 필름 또는 연신 나일론 필름 등 인쇄용 필름과의 합지에 의하여 컵 용기나 사각 용기의 덮개재 필름으로 사용되거나 파우치용 필름으로 사용될 수 있다. 또한, 무연신 나일론(폴리아미드 필름) 또는 무연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이션에 의한 다층필름의 형태 또는 공압출된 그대로의 형태로 열성형용 바닥재 필름으로도 사용될 수 있다. 또한, 엠보싱 등의 2차 가공의 방법으로 진공 포장용도로도 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[물성측정방법]
1) 흐림도(Haze)
- 일본 NIPPON DENSHOKU NDA2000 분석설비를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 측정하였다.
[식 1]
흐림도 값 (%) = (확산 투과율(Td)/전광선 투과율(Tt))×100
상기 식에서, 전광선 투과율(Tt)은 확산 투과율과 평행 투과율의 합에 해당하는 값이다. 확산 투과율(Td)은 전광선 투과율에서 평행 투과광을 뺀 값이다.
2) 접착력
- 실시예의 다층필름을 사용하고, 두 장의 다층필름의 기재필름면을 맞대어 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 ℃의 온도에서 1.5초, 2 ㎏f/㎝2의 압력 열실링한 후, 25 ㎜ 폭으로 샘플링하고, 온도 : 23 ℃, 습도 : 50 %RH의 조건하에서, 인장시험기(대경엔지니어링제: 인장압축시험기 DUT10000M)를 사용하여 속도 100 ㎜/min으로 박리될 때의 실링 강도(접착력)를 측정했다.
[실시예 1]
60 ㎜Φ의 3대의 용융 압출기를 갖는 블로운 공압출장치를 사용하여 각 층의 수지를 갖는 다층필름을 제조하였다. 각 층은 아래와 같다.
제 1압출기로 기재필름으로 폴리아미드(RV 점도 4, 밀도 : 1.13 g/㎝3, BASF B40LN)수지를 두께 15 ㎛로 하고,
제 2압출기로 접착층으로 말레산 무수물 그래프트 폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.4 g/10min, 밀도 : 0.92 g/㎝3 NF308T) 두께 5 ㎛로 하고,
제 3압출기로 실란트층으로 저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 0.8 g/10min, 밀도 : 0.922 g/㎝3 ,한화석유화학 LDPE 5316) 85 중량%, 제1폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 0.6 g/10min, 밀도 :　0.920 g/㎝3 ,Typlex 3050) 7.5 중량%, 제2폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 15 g/10min, 밀도 : 0.922 g/㎝3, Typlex 시제품) 7.5 중량%를 두께 25 ㎛로 하여,
기재필름, 접착층 및 실란트층 순서대로 블로운 방식으로 용융 공압출한 후 3층 다층필름을 제조하였다. 상기 각각의 압출기의 온도 조건은 기재필름은 240 ℃, 접착층은 190 ℃, 실란트층은 200 ℃이다.
[실시예 2]
실시예 1에서 각각 60/50/50/50/60 ㎜Φ의 5대의 용융 압출기를 갖는 공압출장치를 사용하여 다층필름을 제조하였다. 이때 다층필름은 기재필름, 접착층, 가스배리어층, 접착층 및 실란트층으로 각각 25/5/5/5/25 ㎛ 두께로 적층되어 구성되었다.
상기 기재필름으로 선형저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.8 g/10min, 밀도 : 0.919 g/㎝3, SKGC제 FN415)을 두께 25 ㎛로 압출기의 온도 조건을 190℃로 하여 제조하였다.
상기 가스배리어층으로는 에틸렌비닐알코올 공중합체(에틸렌 함유량 32 몰%, Tm : 183℃, F171B, EVAL.co.)를 두께 5 ㎛로 제조하였다. 가스베리어 층의 압출기의 온도 조건이 220 ℃인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 2에서 실란트층의 저밀도폴리에틸렌 85 중량%를 대신하여 저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 0.8 g/10min, 밀도 : 0.922 g/㎝3 ,한화석유화학 LDPE 5316) 50 중량%, 선형저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.8 g/10min, 밀도 : 0.919 g/㎝3, SKGC제 FN435) 35 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 2에서 실란트층의 저밀도폴리에틸렌 85 중량%를 대신하여 저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 0.8 g/10min, 밀도 : 0.922 g/㎝3, 한화석유화학 LDPE 5316) 40 중량%, 선형저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.8 g/10min, 밀도 : 0.919 g/㎝3, SKGC제 FN435) 35 중량%, 메탈로센-선형저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.0 g/10min, 밀도 : 0.918 g/㎝3, Exxon Mobile제 1018KA) 10 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 2에서 실란트층의 저밀도폴리에틸렌 85 중량%를 대신하여 선형저밀도폴리에틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.8 g/10min, 밀도 : 0.919 g/㎝3, SKGC제 FN435) 85 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 대신하여 제1폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 1.0 g/10min, 밀도 : 0.906 g/㎝3, PB8640M) 7.5 중량%, 제2폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 15 g/10min, 밀도 : 0.915 g/㎝3, Koattro DP 0400M) 7.5 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 대신하여 제1폴리부틸렌 5 중량%, 제2폴리부틸렌 10 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 2에서 실란트층을 저밀도폴리에틸렌을 75 중량%, 폴리부틸렌을 제1폴리부틸렌 12.5 중량%, 제2폴리부틸렌 12.5 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 대신하여 제1폴리부틸렌 15 중량%를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 대신하여 제2폴리부틸렌 15 중량%를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 3]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 대신하여 폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 4.0 g/10min, 밀도 : 0.915 g/㎝3 Koattro PB 0300M) 7.5 중량%, 폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 40 g/10min, 밀도 : 0.897 g/㎝3, Koattro DP 8510M) 7.5 중량%를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 4]
실시예 2에서 실란트층의 폴리부틸렌을 폴리부틸렌(190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수 : 7.5 g/10min, 밀도 : 0.901 g/㎝3, Toppyl PB 8220M) 15중량%를 단독으로 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
접찹력 (g/25㎜) 흐림도
(%) 		엔젤헤어
여부
120℃ 130℃ 140℃ 150℃ 160℃ 170℃ 180℃ 190℃
실시예1 220 514 605 658 671 701 856 907 24 X
실시예2 217 526 627 667 672 703 871 913 24 X
실시예3 266 567 752 777 780 872 912 960 25 X
실시예4 308 502 826 898 941 994 1100 1150 23 X
실시예5 222 530 641 678 691 711 880 920 25 X
실시예6 199 530 641 670 689 713 880 920 23 X
실시예7 218 524 630 671 673 709 873 910 24 X
실시예8 210 511 625 640 663 684 730 905 24 X
비교예1 284 433 412 456 464 464 477 500 29 X
비교예2 91 552 697 749 783 804 932 1047 23 O
비교예3 180 460 478 500 563 684 690 703 26 X
비교예4 80 601 698 770 823 887 956 1055 24 O
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 8은 접착력 또는 실링강도가 높고, 폭 넓은 실링 온도 범위에서 접착력 또는 실링 강도의 편차가 적고, 이물 유발 물질인 엔젤헤어 현상이 없고, 투명도가 높은 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 실시예 3 내지 4와 같이 다양한 폴리에틸렌을 혼합하여 사용하거나, 실시예 5 내지 6과 같이 다른 종류의 폴리에틸렌을 사용하여도 큰 변화 없이 본 발명의 특성 및 물성이 나타남을 알 수 있다. 또한, 실시예 7 내지 8과 같이 폴리부틸렌의 범위내의 용융지수 변화와 함량변화에도 본 발명의 특성 및 물성이 나타남을 알 수 있다.
이에 반해 비교예 1 내지 2와 같이 서로 다른 용융지수를 갖는 폴리부틸렌을 사용하지 않고 단독 사용 시 비교예 1에서는 접착력 또는 실링 강도가 현저히 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2에서는 120 ℃의 낮은 온도에서는 실링 및 접착이 되지 않고, 160 ℃이상에서 엔젤헤어 현상이 발생하였다.
또한, 비교예 3 내지 4와 같이 본 발명의 폴리부틸렌의 용융지수에서 벗어난 폴리부틸렌을 사용할 때에도 접착력 또는 실링 강도가 낮거나, 160 ℃이상에서 엔젤헤어 현상이 발생함을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다층필름은 폴리에틸렌과 서로 다른 용융지수를 갖는 폴리부틸렌의 혼합물을 실란트층으로 구성하여 실링 온도 범위를 넓게 조절하고, 접착력 및 실링 강도 조절이 용이하여, 젤리, 유제품, 어묵과 같은 어류가공류, 육가공류, 장류, 커피 등의 식품 및 의료용 포장에서 이지필 기능을 갖는 포장 필름으로 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 이지필 다층필름용 실란트층 조성물 및 이를 포함하는 실란트층을 갖는 다층필름이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.8 내지 1.8 g/10min인 폴리에틸렌,
    (b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및
    (c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함하는 실란트층 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3인 실란트층 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실란트층 조성물은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것인 실란트층 조성물.
  4. 기재필름 및 실란트층을 포함하는 다층필름으로서,
    상기 실란트층은 (a) 에틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.8 내지 1.8 g/10min인 폴리에틸렌, (b) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 0.1 내지 3 g/10min인 제1폴리부틸렌 및 (c) 부틸렌 단독중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 190 ℃에서 하중 2.16 ㎏으로 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 20 g/10min인 제2폴리부틸렌을 포함하는 실란트층 조성물로 이루어진 것인 다층필름.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌은 밀도가 0.850 내지 0.945 g/㎝3인 다층필름.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 실란트층은 폴리에틸렌 70 내지 89 중량%, 제1폴리부틸렌 5 내지 20 중량% 및 제2폴리부틸렌 5 내지 20 중량%인 것인 다층필름.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 실란트층은 5 내지 50 ㎛의 두께를 갖는 다층필름.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 다층필름은 접착층 및 가스배리어층에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 층을 더 포함하는 다층필름.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 기재필름은 폴리올레핀 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 알루미늄박 및 증착 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 다층필름.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 접착층은 이오노머, 말레산무수물 그래프트(grafted) 폴리올레핀, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌부틸아세테이트(EBA), 에틸렌메틸아세테이트(EMA) 및 에틸렌아크릴산(EAA)로 이루어진 군에서 선택되는 접착제를 포함하는 것인 다층필름.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 가스배리어층은 에틸렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH), 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴(염화비닐리덴-염화비닐 공중합체), 폴리비닐알코올으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 다층필름.
  12. 제 4항 내지 제11항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층필름은 공압출에 의해 적층되는 것인 다층필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 다층필름은 티다이, 블로운 및 튜블러 타입에서 선택되는 압출기를 사용하여 공압출하는 것인 다층필름.
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