KR102106711B1 - 이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 밀봉층을 포함하는 이지필 필름 - Google Patents

이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 밀봉층을 포함하는 이지필 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 이지필 필름에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 이를 구성하는 수지 성분들의 상용성과 분산성이 향상됨으로써, 피시 아이와 같은 외관 불량의 발생이 억제되고, 접착력이 균일하면서도 우수한 이지필 특성을 가짐으로써, 이로부터 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름은 식품 포장용 또는 의약품 포장용으로 사용되기에 적합하다.

Description

이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 밀봉층을 포함하는 이지필 필름 {Polyolefin Resin Composition for a Sealant Layer of a Peelable Film and Peelable Film Comprising a Sealant Layer Prepared Therefrom}
본 발명은 이지필(peelable) 필름의 밀봉층(sealant layer)용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 밀봉층을 포함하는 이지필 필름에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리부텐계 수지를 포함하고, 균일한 접착력과 이지필 특성을 갖는 이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물 및 이로부터 제조된 밀봉층을 포함하는 이지필 필름에 관한 것이다.
최근, 인스턴트 식품 산업의 발달과 더불어 개봉이 용이한 식품 포장용 이지필 필름이 개발되어 왔다.
일반적으로, 이지필 필름은 상용성이 서로 다른 고분자 수지들로 구성되고, 피접착재와 필름 간의 상용성(compatibility)/비상용성(incompatibility) 특성을 적절히 분포시켜 접착 강도를 조절함으로써 이지필 특성을 구현한다. 이때 상용성이 다른 고분자 수지의 선정 및 혼합비 그리고 분산성을 조절하는 것이 매우 중요하다. 만약, 혼합비가 적절하지 않을 경우, 접착 강도가 너무 강하거나 낮아서 제품 포장이 제대로 안 될 수 있다. 또한, 고분자 수지의 분산성이 안 좋을 경우, 겔(gel)이 발생하여 피시 아이(fish eye)를 증가시킴으로써 외관이 불량해질 수 있다. 피시 아이는 열융착 시 접착면의 균일성을 떨어뜨려, 이지필 필름의 접착 강도 및 밀봉성이 저하될 수도 있다.
폴리프로필렌계 수지를 주 성분으로 하는 이지필 필름의 밀봉층은 폴리프로필렌 수지의 융점 이상으로 열이 가해질 경우, 용융-얽힘-재결정화 과정을 통해 접착력이 발생한다. 이때, 폴리프로필렌계 수지와 상용성이 없는 폴리에틸렌계 수지가 폴리프로필렌계 수지의 접착을 방해하여 필름의 필링(peeling) 특성이 구현된다.
이와 관련하여, 일본 특허출원공개 제2000-355358호는 폴리프로필렌계 수지/폴리에틸렌/에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합 수지를 혼합한 이지필 필름용 수지 조성물을 개시하고 있다. 여기서, 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌의 상용성과 분산성을 향상시키기 위하여 에틸렌-α-올레핀이 첨가된다.
또한, 대한민국 특허 제1871072호에는 블록 폴리프로필렌과 폴리에틸렌으로 구성되어 에틸렌-α-올레핀 랜덤 공중합 수지 없이도 상용성과 분산성을 향상시킨 수지 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌계 수지의 상용성과 분산성을 더욱 향상시킴으로써 접착력이 균일하면서도 우수한 이지필 특성을 갖는 고분자 수지 조성물이 요구되고 있다.
일본 특허출원공개 제2000-355358호 대한민국 특허 제1871072호
따라서, 본 발명의 목적은 조성물을 구성하는 수지 성분들의 상용성과 분산성이 향상됨으로써, 피시 아이와 같은 외관 불량의 발생이 억제되고, 접착력이 균일하면서도 우수한 이지필 특성을 갖는 이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위 폴리올레핀 수지 조성물로부터 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름을 제공하는 것이다.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구체예에 따라서, (A) 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지, 프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지 및 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 폴리프로필렌계 수지 40~70 중량%; (B) 폴리에틸렌계 수지 20~40 중량%; (C) 폴리부텐계 수지 5~20 중량%; (D) 열가소성 탄성체 0~10 중량%를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물이 제공된다.
여기서, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지는 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 3.0~7.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 160~165℃, 에틸렌 함량이 10.0~15.0 중량%이다.
프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지는 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 5.0~8.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 125~135℃, 에틸렌의 함량이 2.0~4.0 중량%, α-올레핀의 함량이 2.0~4.0 중량%이다.
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지는 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 5.0~7.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 140~150℃, 에틸렌 함량이 2.0~4.0 중량%이다.
폴리에틸렌계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene; HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene; LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene; LDPE)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.
고밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~4.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 125~135℃, 밀도가 0.95~0.96 g/㎤이고, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 1.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~130℃, 밀도가 0.91~0.94 g/㎤이며, 저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~125℃, 밀도가 0.92~0.94 g/㎤이다.
폴리부텐계 수지는 폴리부텐-1 또는 폴리부텐-2이며, 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~2.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 110~120℃, 밀도가 0.90~0.92 g/㎤이다.
열가소성 탄성체는 에틸렌과 탄소수 3~8개인 α-올레핀이 공중합된 고무이며, 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~4.0 g/10분이고, 밀도가 0.85~0.90 g/㎤이다.
구체적으로, 열가소성 탄성체가 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 내열안정제, 산화방지제, 촉매 중화제, 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 핵제, 난연제, 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물이 테트라키스(메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시)히드로실릴네이트), 1,3,5-트리메틸-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤젠) 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 내열안정제를 더 포함할 수 있다.
이때, 내열안정제는 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부, 바람직하게는 0.05~0.3 중량부의 양으로 추가될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따라서, 위 폴리올레핀 수지 조성물을 성형하여 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름이 제공된다.
바람직하게는, 밀봉층의 접착 온도가 160~210℃의 범위이고, 접착 강도가 0.5~1.5 kgf/15 ㎜의 범위이다.
바람직하게는, 이지필 필름이 기재층을 더 포함할 수 있다. 이때, 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리아미드(polyamide), 나일론(nylon), 에틸렌 비닐 알코올(ethylene vinyl alcohol; EVOH), 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 1층 이상이다.
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 이를 구성하는 수지 성분들의 상용성과 분산성이 향상됨으로써, 피시 아이와 같은 외관 불량의 발생이 억제되고, 접착력이 균일하면서도 우수한 이지필 특성을 가짐으로써, 이로부터 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름은 식품 포장용 또는 의약품 포장용으로 사용되기에 적합하다.
이하, 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 (A) 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지, 프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지 및 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 폴리프로필렌계 수지 40~70 중량%; (B) 폴리에틸렌계 수지 20~40 중량%; (C) 폴리부텐계 수지 5~20 중량%; (D) 열가소성 탄성체 0~10 중량%를 포함한다.
이하, 폴리올레핀 수지 조성물의 구성 성분에 대해 설명한다.
(A) 폴리프로필렌계 수지
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지, 프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지 및 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 폴리프로필렌계 수지 40~70 중량%를 포함한다. 폴리프로필렌계 수지의 함량이 70 중량%를 초과하면, 접착 온도에 따른 수지 조성물의 열접착 강도가 너무 강해져서 이지필 특성이 나빠지므로 바람직하지 않다. 반면, 폴리프로필렌계 수지의 함량이 40 중량% 미만이면, 수지 조성물의 열접착 강도가 약해서 원하는 접착력을 얻기 어렵다.
여기서, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지는 ASTM D1238에 의거하여 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 3.0~7.0 g/10분이며, 바람직하게는 4.0~6.0 g/10분이다. 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지의 용융지수가 이 범위 내이면, 가공 시 폴리에틸렌, 폴리부텐, 열가소성 탄성체 등 다른 수지와의 원활한 혼합 및 가공이 가능하다.
프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지는 용융온도(Tm)가 160~165℃이다. 폴리프로필렌계 이지필 필름의 열접착 시 폴리프로필렌 수지의 용융온도 내외에서 접착력이 발현되며, 적용 제품에 따라 요구되는 살균 처리 온도(약 120℃ 내외)에 대한 내열성 확보가 가능하다.
프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지는 에틸렌 함량이 10.0~15.0 중량%이다. 에틸렌 함량이 이 범위 내이면 접착력이 충분하고, 필름을 박리시켰을 때 이물(burr)이 남지 않는다.
한편, 프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지는 ASTM D1238에 의거하여 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 5.0~8.0 g/10분이며, 바람직하게는 6.0~7.0 g/10분이다. 프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지의 용융지수가 이 범위 내이면, 가공 시 폴리에틸렌, 폴리부텐, 열가소성 탄성체 등 다른 수지와의 원활한 혼합 및 가공이 가능하다.
프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지는 용융온도(Tm)가 125~135℃이다. 폴리프로필렌계 이지필 필름의 열접착 시 폴리프로필렌 수지의 용융온도 내외에서 접착력이 발현되며, 적용 제품에 따라 요구되는 살균 처리 온도(약 120℃ 내외)에 대한 내열성 확보가 가능하다.
프로필렌-에틸렌-α-올레핀 랜덤 삼원 공중합체 수지는 에틸렌의 함량이 2.0~4.0 중량%, α-올레핀의 함량이 2.0~4.0 중량%이다. 이때, α-올레핀은 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있으며, 이 중에서 1-부텐이 가장 바람직하다.
한편, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지는 ASTM D1238에 의거하여 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 5.0~7.0 g/10분이며, 바람직하게는 5.5~6.5 g/10분이다. 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지의 용융지수가 이 범위 내이면, 가공 시 폴리에틸렌, 폴리부텐, 열가소성 탄성체 등 다른 수지와의 원활한 혼합 및 가공이 가능하다.
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지는 용융온도(Tm)가 140~150℃이다. 폴리프로필렌계 이지필 필름의 열접착 시 폴리프로필렌 수지의 용융온도 내외에서 접착력이 발현되며, 적용 제품에 따라 요구되는 살균 처리 온도(약 120℃ 내외)에 대한 내열성 확보가 가능하다.
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 수지는 에틸렌 함량이 2.0~4.0 중량%이다. 에틸렌 함량이 이 범위 내이면 접착력이 충분하고, 필름을 박리시켰을 때 이물(burr)이 남지 않는다.
(B) 폴리에틸렌계 수지
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리에틸렌계 수지 20~40 중량%를 포함한다. 폴리에틸렌계 수지의 함량이 20 중량% 미만이면, 접착 온도에 따른 수지 조성물의 열접착 강도가 너무 강해져서 이지필 특성이 나빠지므로 바람직하지 않다. 반면, 폴리에틸렌계 수지의 함량이 40 중량%를 초과하면, 수지 조성물의 열접착 강도가 약해서 원하는 접착력을 얻기 어렵다.
여기서, 폴리에틸렌계 수지는 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene; HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene; LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene; LDPE)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
구체적으로, 고밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~4.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 125~135℃, 밀도가 0.95~0.96 g/㎤이고, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 1.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~130℃, 밀도가 0.91~0.94 g/㎤이며, 저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~125℃, 밀도가 0.92~0.94 g/㎤이다.
폴리에틸렌계 수지의 용융지수와 밀도가 이 범위 내이면, 가공 시 폴리에틸렌계 수지의 원활한 혼합 및 가공이 가능하다.
(C) 폴리부텐계 수지
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 폴리부텐계 수지 5~20 중량%를 포함한다. 폴리부텐계 수지의 함량이 5 중량% 미만이면, 수지 조성물 중의 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌계 수지가 충분히 분산되지 않아서, 균일한 접착 강도를 기대하기 어렵다. 반면, 폴리부텐계 수지의 함량이 20 중량%를 초과하면, 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌계 수지의 더 이상의 분산성 향상을 기대하기 어렵고 접착력도 저하될 수 있다. 또한, 폴리부텐계 수지의 높은 가격 때문에 경제성 측면에서도 바람직하지 않다.
여기서, 폴리부텐계 수지는 폴리부텐-1 또는 폴리부텐-2일 수 있다.
폴리부텐계 수지는 ASTM D1238에 의거하여 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~2.0 g/10분이다. 폴리부텐계 수지의 용융지수가 이 범위 내이면, 가공 시 폴리프로필렌계 수지의 원활한 혼합 및 가공이 가능하다.
바람직하게는, 폴리부텐계 수지는 용융온도(Tm)가 110~120℃이며, 밀도가 0.90~0.92 g/㎤일 수 있다.
(D) 열가소성 탄성체
본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 열가소성 탄성체를 10 중량% 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물 중의 열가소성 탄성체(D)는 이 조성물로부터 성형 제조되는 이지필 필름이 유연성을 갖도록 하고, 저온 충격강도 등의 물성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
열가소성 탄성체(D)는 에틸렌과 탄소수 3~8개인 α-올레핀이 공중합된 고무일 수 있다. 구체적으로, 열가소성 탄성체(D)가 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 바람직하게는, 열가소성 탄성체(D)가 에틸렌-프로필렌 고무 또는 에틸렌-1-부텐 고무이다.
열가소성 탄성체(D)는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~4.0 g/10분일 수 있다. 열가소성 탄성체의 용융지수가 2.0 g/10분 미만이면 조성물의 흐름성이 저하될 수 있고, 이 용융지수가 4.0 g/10분을 초과할 경우 이지필 필름의 기계적 강도가 저하되며 박리 시 이물이 발생될 수 있다.
바람직하게는, 열가소성 탄성체(D)는 밀도가 0.85~0.90 g/㎤일 수 있다.
(E) 첨가제
한편, 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 통상적인 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 내열안정제, 산화방지제, 촉매 중화제, 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 핵제, 난연제, 안료, 염료 등을 더 포함할 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물은 내열안정성의 향상을 위하여, 테트라키스(메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시)히드로실릴네이트), 1,3,5-트리메틸-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤젠) 등과 같은 페놀계 내열안정제 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등과 같은 포스파이트계 내열안정제 등으로부터 선택되는 적어도 1종의 내열안정제를 더 포함할 수 있다.
이때, 내열안정제는 본 발명의 구체예에 따른 폴리올레핀 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부, 바람직하게는 0.05~0.3 중량부의 양으로 추가될 수 있다. 내열안정제의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 수지의 장기 내열안정성을 확보하기 어렵고, 0.5 중량부를 초과하면, 내열안정제가 수지 조성물로부터 용출되거나 조성물의 가격 경제성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 폴리올레핀 수지 조성물의 제조방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 사용할 수 있고, 위에서 설명한 각 수지 성분들을 특별한 순서 제한이 없이 원하는 순서에 따라 자유롭게 선택하여 혼합할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 위에서 언급한 각 수지들과 첨가제를 필요한 양만큼 니더(kneader), 롤(roll), 밴버리 믹서(Banbury mixer) 등의 혼련기 또는 1축/2축 압출기 등에 투입한 후 이들 기기들을 사용하여 투입된 원료들을 블렌딩하는 방법에 의해 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 제조할 수 있다.
바람직하게는, 위에서 언급한 각 수지들과 첨가제를 이축 스크루 압출기에서 200~220℃의 온도에서 용융 블렌딩하여 펠렛화한다.
본 발명의 다른 구체예에 따라서, 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 성형하여 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름이 제공된다.
본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물로부터 이지필 필름을 제조하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 캐스팅 압출 방식으로 성형하여 폴리올레핀 밀봉층을 제조한다.
구체적으로, 펠렛화된 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 캐스팅 압출용 필름기에서 230~245℃의 온도로 압출 성형하여 5~20 ㎛, 바람직하게는 약 10 ㎛ 두께의 밀봉층으로 성형할 수 있다.
위 밀봉층은 160~210℃의 접착 온도와 0.5~1.5 kgf/15 ㎜의 접착 강도를 가질 수 있다. 접착 온도와 접착 강도가 위 범위일 때, 이 밀봉층을 포함하는 이지필 필름이 우수한 이지필 특성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 구체예에 따라서 제조되는 이지필 필름은 기재층을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 구체예에 따라서 제조되는 이지필 필름은 본 발명의 폴리올레핀 수지 조성물을 성형하여 제조되는 밀봉층의 일면에 부착되며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리아미드(polyamide), 나일론(nylon), 에틸렌 비닐 알코올(ethylene vinyl alcohol; EVOH), 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 1층 이상의 기재층을 더 포함할 수 있다.
밀봉층의 일면에 기재층을 부착하는 방법에 특별한 제한은 없으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법을 사용할 수 있다.
예를 들어, 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법으로 밀봉층의 일면에 기재층을 라미네이션하여 부착할 수 있다.
본 발명에 구체예에 따라서 제조되는 이지필 필름은 피시 아이와 같은 외관 불량의 발생이 억제되고, 접착력이 균일하면서도 우수한 이지필 특성을 가짐으로써, 식품 포장용 또는 의약품 포장용으로 사용되기에 적합하다.
실시예
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
아래 실시예와 비교예에서 사용된 수지는 다음과 같다. 아래 수지들은 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에 널리 알려진 방법에 의해 제조 또는 입수하였다.
A1: 용융지수가 5.0 g/10분, Tm이 162℃, 에틸렌 함량이 12.0 중량%인 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체
A2: 용융지수가 5.0 g/10분, Tm이 162℃, 에틸렌 함량이 19.0 중량%인 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체
A3: 용융지수가 7.0 g/10분, Tm이 130℃, 에틸렌 함량이 2.8 중량%, 1-부텐 함량이 3.2 중량%인 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 삼원 공중합체
A4: 용융지수가 7.0 g/10분, Tm이 144℃, 에틸렌 함량이 2.6 중량%인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체
B1: 용융지수가 2.4 g/10분, Tm이 121℃, 밀도가 0.92 g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌
B2: 용융지수가 2.0 g/10분, Tm이 119℃, 밀도 0.93 g/㎤인 선형 저밀도 폴리에틸렌
B3: 용융지수가 1.0 g/10분, Tm이 128℃, 밀도가 0.96 g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌
C1: 용융지수가 0.9 g/10분, Tm이 114℃, 밀도가 0.91 g/㎤인 폴리부텐-1
D1: 용융지수 2.5 g/10분, 밀도 0.89 g/㎤인 에틸렌-부텐 고무(EBR)
제조예
아래 표 1과 같은 함량(단위: 중량부)의 수지들과 내열안정제 등의 첨가제를 이축 스크루 압출기에서 210℃의 온도에서 용융 블렌딩하여 펠렛화한 후, 캐스팅 압출 방식의 필름 성형기를 이용하여 230~245℃의 온도에서 약 10 ㎛ 두께의 밀봉층 필름으로 성형하였다. 이때, 필름의 물성 측정을 위한 최소한의 인장 강도를 확보하기 위하여, 40 ㎛ 두께의 2층 폴리프로필렌 필름(스킨층: 호모 폴리프로필렌, 중간층: 블록 폴리프로필렌)과 함께 다층 필름(총 두께: 50 ㎛)으로 성형하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5
폴리프로필렌계 수지(A) A1 60 60 - - 50 50 - - -
A2 - - - - - 60 - -
A3 - - 70 - - - - 60 -
A4 - - - 60 - - - - 70
폴리에틸렌계 수지(B) B1 - - 10 30 - - - - 20
B2 - - 10 - - - 30 30 -
B3 30 30 - 50 30 - - -
폴리부텐계 수지(C) C1 10 5 10 10 - - 10 10 10
열가소성 탄성체(D) D1 - 5 - - - 20 - - -
실험예
각 실시예 및 비교예에서 사용된 수지 및 제조된 필름의 특성을 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
(1) 용융지수
ASTM D1238에 따라서 2.16 kg 하중으로 230℃에서 폴리프로필렌계 수지의 용융지수를 측정하였고, 2.16 kg 하중으로 190℃에서 폴리에틸렌계 수지 및 폴리부텐계 수지의 용융지수를 측정하였다.
(2) 용융온도(Tm)
TA Instrument Q2000 시차주사열량계(differential scanning calorimetry; DSC)를 이용하여 수지 시료를 200℃에서 10분간 등온으로 유지하여 열이력을 제거한 후, 200℃로부터 30℃까지 분당 10℃씩 냉각하며 결정화시켜 동일한 열이력을 갖도록 한 후, 30℃에서 10분간 등온 유지하였고, 다시 분당 10℃씩 승온시키며 피크 온도로부터 용융온도(melting temperature; Tm)를 구하였다.
(3) 필링 강도
성형된 필름의 밀봉층과 피접착재(10 ㎜ 두께의 폴리프로필렌 시트)를 열융착하였고(트레이 접착: 실시예 1 및 비교예 1), 또한 성형된 필름의 밀봉층이 서로 맞닿도록 하여 열융착(heat sealing) 방식으로 면대면 접착하였다. 이때, 130~210℃의 온도 범위 내에서 10℃ 간격으로 2 kgf/㎠의 압력으로 1초간 열융착하였다. 열융착된 시료를 15 ㎜ × 10 ㎜의 크기로 로 잘라, UTM 장비를 이용해 세로 방향으로 500 ㎜/분 속도로 필링(peeling)하였다. 측정되는 필링 강도가 0.5~1.5 kgf/15 ㎜ 범위 내가 적당하였으며, 이 범위 미만일 경우 접착력이 부족했다. 이 범위를 초과한 경우 접착 과다에 의해 필름이 연신되거나 찢어졌다. 실험 후 필름 상태를 육안으로 관찰하여 고르게 박리되었으면 우수, 이물이나 찢김 등의 남아 있는 잔유물의 정도에 따라 양호, 불량으로 판단하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5
접착 온도(℃) 160 170 160 160 170 160 160 160 190
접착 강도
(kgf/15 ㎜)		 0.6 0.7 0.6 0.9 0.5 0.6 0.6 1.7 1.4
박리 결과 양호 양호 양호 양호 불량 불량 불량 불량 불량
위 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 이지필 필름은 내열성이 우수하였고 일정한 접착 강도를 나타냈으며, 피접착재로부터 박리 시에 계면 박리가 우수하였다. 반면, 비교예 1의 필름은 피접착재로부터 박리 후에 이물(burr)이 남았다.
또한, 실시예 2 내지 4의 경우, 이지필 필름의 내열성이 우수하고 일정한 접착 강도를 나타내었다. 반면, 비교예 2의 경우 접착력이 과도하고 불균일하였다. 비교예 3 내지 5의 경우, 필름의 내열성이 좋지 못하였고 접착력이 부족하였으며, 필름을 서로 박리시켰을 때 이물(burr)이 남았다.
따라서, 본 발명의 범위에 속하는 실시예에 따른 이지필 필름의 밀봉층용 폴리올레핀 수지 조성물로부터 제조되는 밀봉층을 포함하는 이지필 필름은 내열성이 우수하고 균일한 접착 강도를 나타내므로, 식품 포장용 또는 의약품 포장용으로 사용되기에 적합하다.

Claims (14)

  1. (A) 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 수지로서, 2.16 kg 하중으로 230℃에서 측정 시 용융지수가 3.0~7.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 160~165℃, 에틸렌 함량이 10.0~15.0 중량%인 적어도 1종의 폴리프로필렌계 수지 40~70 중량%; (B) 폴리에틸렌계 수지 20~40 중량%; (C) 폴리부텐계 수지 5~20 중량%; (D) 열가소성 탄성체 0~10 중량%를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물로서, 이로부터 제조되는 밀봉층이 160~210℃ 범위의 접착 온도 및 0.5~1.5 kgf/15 mm 범위의 접착 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌계 수지가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~4.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 125~135℃, 밀도가 0.95~0.96 g/㎤이고;
    선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 1.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~130℃, 밀도가 0.91~0.94 g/㎤이며;
    저밀도 폴리에틸렌 수지는 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~3.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 115~125℃, 밀도가 0.92~0.94 g/㎤인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 폴리부텐계 수지가 폴리부텐-1 또는 폴리부텐-2이며, 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 0.5~2.0 g/10분, 용융온도(Tm)가 110~120℃, 밀도가 0.90~0.92 g/㎤인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 열가소성 탄성체가 에틸렌과 탄소수 3~8개인 α-올레핀이 공중합된 고무이며, 2.16 kg 하중으로 190℃에서 측정 시 용융지수가 2.0~4.0 g/10분이고, 밀도가 0.85~0.90 g/㎤인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 열가소성 탄성체가 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-1-부텐 고무, 에틸렌-부틸렌 고무, 에틸렌-1-펜텐 고무, 에틸렌-1-헥센 고무, 에틸렌-1-헵텐 고무, 에틸렌-1-옥텐 고무 및 에틸렌-4-메틸-1-펜텐 고무로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 내열안정제, 산화방지제, 촉매 중화제, 보강재, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 핵제, 난연제, 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 테트라키스(메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시)히드로실릴네이트), 1,3,5-트리메틸-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤젠) 및 트리스(2,4-디-t-부틸 페닐)포스파이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 내열안정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 내열안정제가 폴리올레핀 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부의 양으로 추가되는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 수지 조성물.
  11. 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 폴리올레핀 수지 조성물을 성형하여 제조되는 밀봉층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이지필 필름.
  12. 제11항에 있어서, 밀봉층의 접착 온도가 160~210℃의 범위이고, 접착 강도가 0.5~1.5 kgf/15 ㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 이지필 필름.
  13. 제11항에 있어서, 밀봉층의 일면에 부착되는 기재층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이지필 필름.
  14. 제13항에 있어서, 기재층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리아미드(polyamide), 나일론(nylon), 에틸렌 비닐 알코올(ethylene vinyl alcohol; EVOH), 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 1층 이상인 것을 특징으로 하는 이지필 필름.
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