KR960007297B1 - 폴리에틸렌 필름으로 제조된 포대 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

폴리에틸렌 필름으로 제조된 포대
본 발명은 종방향(연신 방향)에서 고 인열강도 및 고충격 강도, 강성(stiffness) 및 인장강도를 갖는 필름으로 제조된 포대에 관한 것이다. 더욱 특히 본 발명은, 주로 선형 폴리에틸렌으로 구성되고, 종래의 필름보다 두께를 크게 감소시킬 수 있으며 또 예를 들어 쌀, 곡식, 비료등과 같은 비교적 무거운 물품의 포장에 적합한 필름으로 제조된 포대에 관한 것이다.
고온 및 고압 조건하에서 라디칼 중합반응에 의해 제조된 고압 저밀도 폴리에틸렌은 무거운 물품의 포대 또는 큰 자루의 재료로서 널리 사용되어 왔다. 그러나 최근 몇 년 사이에, 이러한 고압 저밀도 폴리에틸렌은 선형 폴리에틸렌, 특별히 선형 저밀도 폴리에틸렌에 의해 급속히 대체되었다.
에틸렌과 α-올레핀의 혼성 중합 반응으로부터 제조되고 측쇄를 거의 갖지 않는 선형 저밀도 폴리에틸렌은 고압 저밀도 폴리에틸렌에 비하여, 많은 탁월한 특성, 특별히 예를 들어 인장 강도, 충격 강도 및 강성도와 같은 강도 특성, 환경 응력 균열 내성(environmental stress cracking resistance, ESCR), 내열성, 열 밀봉 특성을 가지며 또 포대용 필름 재료로서 뿐만 아니라 여러 다른 분야에서도 또한 사용된다.
T-다이(T-die) 또는 취입 필름(blown film) 성형(인플레이션 성형, inflation forming)에 따라 선형 저밀도 폴리에틸렌으로부터 제조한 미연신 필름 또는 쉬트(sheet)는 성형 작업시 제한을 가함으로써 두께를 극도로 감소시킬 수 있다. 또한, 이와같은 미연신 필름 또는 쉬트는 강도면에서 불량하다. 이러한 문제점들을 제거하기 위해, 이러한 필름 또는 쉬트에 연신 처리를 수행하는 것이 제안되어 왔다.
이러한 처리의 바람직한 방법은 미연신 필름 또는 쉬트의 2축 연신법이다. 그러나, 이러한 처리는 부득이 상승된 설비 비용을 초래한다. 또한, 좁은 범위의 연신 조건 때문에 매우 엄격한 작업 통제가 요구된다. 이들 이유 때문에, 상기와 같은 2축 연신은 특정의 명확한 목적을 위해사용되는 필름 또는 쉬트의 제조시에 실제로 수행된다.
종방향 1축 연신의 공지된 기법은 비싼 설비 비용을 요하지 않고 또한 작업 통제가 용이하나, 연신 필름 특성, 특별히 종방향(연신 방향)에서의 인열강도 및 표면강도의 비동방성(anisotropy)에 관한 문제를 수반하며 또 실제 용도에서 안전하게 사용할 수 있는 연신 필름을 제조할 수 없다.
일반적으로, 선형 폴리에틸렌을 사용하여 제조된 포대는, 예를들어 일본국 특허원 공개 제61183132(1986)호에 기재된 고압 저밀도 폴리에틸렌을 사용하여 제조된 것보다 더 작은 두께로 제조될 수 있고 더 높은 강도를 갖는다. 그러나, 선형 폴리에틸렌으로 제조된 포대는 두께를 더욱 감소시키기 위해 몸체부를 파손시키는 경우 강도 및 인장강도가 부족하다. 일본국 특허원 공개 제62-32134호에는 몸체부 파손시 인장강도를 개선시키기 위해 연신 필름의 2-층 라미네이팅이 제안되어 있다. 그러나, 필름으로부터 제조된 포대에 있어서, 밀봉된 부분을 아래로 향하게 하여 포대를 떨어뜨릴 때 포대의 몸체부는 원주 방향으로 늘어날 수 있고, 따라서, 그와같은 포대는 실제 사용하기에 적합하지 않다. 또한 그것의 불량한 강성 때문에 그와같은 포대는 내부면들의 접착 또는 자동 충전시 몸체의 굽어짐으로 인한 부적합한 충전의 문제를 갖는다.
상기와 같은 측면에 있어서, 본 발명자들은 종래 기술의 상기 문제점들을 해결하고 또 선형 폴리에틸렌을 재료로 사용하여 탁월한 강도 특성을 갖는 얇은 (연신)필름을 제조하기 위하여 연구를 계속하였고, 그 결과, 특정의 선형 폴리에틸렌을 미연신 필름 또는 쉬트로 성형하고 이것을 특정 조건하에서 연시시켜 수득한 특정 범위의 수축률을 갖는 필름이 두께가 감소된 경우에도 탁월한 인열 강도, 충격 강도, 강성 및 인장강도를 가지며, 또 포대의 제조를 위해 상기 필름을 사용함으로써 포대의 강성 및 몸체부의 강도를 유지하면서 떨어뜨릴때 그것의 변형특성을 개선시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견들을 기본으로 하여 이루어진 것이다.
본 발명의 제 1요지는 0.910 내지 0.965g/㎤의 밀도, 2g/10분 또는그 이하의 용융지수 및 50 또는 그 이하의 유동성 비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100 내지 50중량부 : 2g/10분 또는 그 이하의 용융지수, 70 또는 그 이하의 유동비(flukdity ratio) 및 0.930g/㎤ 또는 그 이하의 밀도를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부: 및 임의 성분으로서 라디칼 발생제를 0.0001 내지 0.1중량부 포함하고, 종 및 횡방향중 어느 1 방향에서의 열 수축률이 20% 또는 그 이상이고 또 다른 1 방향에서의 열 수축률의 60% 또는 그 이상인 1축 또는 2축 연신 필림으로된 내축 포대와 종이로된 외축 포대로 구성된 포대를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2요지는 0.910 내지 0.965g/㎤의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융지수 및 50 또는 그 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100 내지 50중량부; 2g/10분 또는 그 이하의 용융지수, 70 또는 그 이하의 유동비 및 0.930g/㎤ 또는 그 이하의 밀도를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부 및 임의의 성분으로서 라디칼 발생제를 0.0001 내지 0.1중량부 포함하고, 종 또는 횡방향에서 1축 연신하거나 2축 연신하여 생성된, 종 및 횡방향중 어느 1 방향에서의 열 수축률이 20% 또는 그 이상이고 다른 1 방향에서의 열수축률이 60% 또는 그 이상인 1축- 또는 2축 연신 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3요지는 0.91 내지 0.965g/㎤ 의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융지수 및 50이상 또 120 이하의 유동비를 갖는 선형폴리에틸렌 100 내지 50중량부 ; 및 0.930g/㎤ 또는그 이하의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융지수 및 70 또는 그 이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부를 포함하고 종 및 횡방향중 어느 1 방향에서의 열수축률이 20% 또는 그 이상이고 다른1 방향에서의 열 수축률이 60% 또는 그 이상인 종방향 1축 연신 필름이 제공된다.
본 발명의 제 4요지는 0.91 내지 0.965g/㎤의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 50 이상 120 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100내지 50중량부 : 및 0.930g/㎤ 또는 그 이하의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 70 또는 그 이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부로 이루어진 조성물을 2 내지 8의 취입 비(blow-up ratio) 및 다이 직경 2 내지 50배의 서리선 높이 (frost line height) 조건하에서 취입 필름 성형시켜 미연신 필름 또는 쉬트를 수득하고, 또 Tm-70℃ 내지 Tm-20℃(여기서, Tm은 상기 조성물의 융점임)의 온도에서 이 미연신 필름 또는 쉬트를 종방향으로 원래길이의 1.5 내지 8배 1축 연신시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 포대를 제공하는 것이다.
본 발명은, 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌으로 구성된 조성물로부터 미연신 필름 또는 쉬트를 성형하고, 또 특정 조건하에서 이 미연신 필름 또는 쉬트를 1축 또는 2축 연신시킴으로써 수득되는, 종 및 횡방향중 1 방향에서의 열 수축률이 20% 또는그 이상이고 다른1 방향에서의 열 수축률이 60% 또는 이상인 필름에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이 필름의 제조 방법을 제공한다.
하기에서 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.
본 발명에 있어서, 0.91 내지 0.95g/㎤ 의 밀도를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 0.965g/cm3또는 그 이하의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌이 선형 폴리에틸렌으로서 사용된다.
선형 저밀도 폴리에틸렌은 에틸렌 및 기타
Figure kpo00001
-올레핀의 혼성 중합체이고, 고압 공정에 의해 제조된 종래의 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌과는 상이하다. 이와같은 선형 저밀도 폴리에틸렌은 예를들어 중압 내지 저압고밀도 폴리에틸렌의 제조시 일반적으로 사용되는 지글러(Ziegler) 또는 필립스(Phillips) 촉매의 존재하에, 에틸렌을 4내지 17중량%, 바람직하게는 5 내지15중량%의 예를들어 부텐, 헥센, 옥텐, 데센, 4-메틸-1-펜텐 등과 같은 기타
Figure kpo00002
-올레핀과 혼성중합시킴으로써 제조할 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌은 혼성중합 성분의 짧은 측쇄를 갖는 분자구조로 인하여 0.91 내지 0.95g/㎤ 수준으로 밀도가 낮아진다. 따라서, 이 폴리에틸렌은 종래의 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌보다 높은 사슬의 선형성을 가지며, 또 고밀도 폴리에틸렌보다 다수의 측쇄를 갖는 구조이다.
선형 폴리에틸렌의 또 하나의 성분으로서 사용되는 고밀도 폴리에틸렌은 지글러 또는 필립스 촉매를 사용하여 에틸렌만을 중합시켜 수득되는 에틸렌 동종 중합체이고 0.965g/㎤ 또는 그 이하의 밀도를 갖는다.
본 발명의 선형 폴리에틸렌으로서는, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리엔틸렌이 단독으로 사용되거나 또는 이들의 혼합물로 사용된다. 이들이 혼합물로 사용되는 경우, 혼합 비율은 엄격히 제한되지는 않는다.
바람직하게는 상기 선형 폴리에틸렌은 2g/10분 이하의, 바람직하게는 1g/10분 이하의 더욱 바람직하게는 0.001 내지 1g/10분 범위의 용융 지수를 갖는다.
선형 폴리엔틸렌이 2g/10분 보다 높은 용융 지수를 갖는 경우 표면 강도가 낮 아지기쉽다.
선형 폴리에틸렌이 0.910 내지 0.965g/㎤, 바람직하게는 0.910 내지 0.950g/㎤, 더욱 바람직하게는 0.915 내지 0.940g/㎤ 범위의 밀도를 갖는 것이 또한 바람직하다. 선형 폴리에틸렌이 0.965g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 경우, 내 충격성이 크게 저하되고, 또 선형 폴리에틸렌이 0.910g/㎤ 미만의 밀도를 갖는 경우, 강성 및 인장강도가 모두 낮아진다.
본 발명에 있어서, 용융 지수값은 JIS K 6760에 기술된 표준인 JIS K 7210의 표 1에서 식 4에 따라 측정된다. 유동비는 전단력 106dyn/㎠(11,13lg의 하중 )및 105dyn/㎠(1,113g의 하중) 하에서의 압출 속도(g/10분)비이고 다음 식으로부터계산할 수 있다 :
Figure kpo00003
JIS K 6760에 따라 밀도를 측정하였다.
유동비는 사용된 수지의 분자량 분포의 가능 지수로서 논의된다. 즉, 작은 값의 유동비는 첨예한 분자량 분포를 나타내고 큰 값의 유동비는 광범위한 분자량 분포를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 선형 폴리에틸렌을 단독으로 사용할 수도 있으나, 기재로서 사용되는 선형 폴리에틸렌에 특정량의 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌을 혼합시키는 것이 바람직한데, 이는 후자의 경우에 필름-성형 특성 및 연신력이 향상되기 때문이다.
본 발명에서 선형 폴리에틸렌에 혼합시킬 수 있는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌은 에틸렌 동종 중합체 및 에틸렌과 다른 혼성 중합가능한 물질의 혼성 중합체를 포함한다.
혼성 중합가능한 물질의 예는 예를들어 비닐 아세테이트, 에틸, 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트등과 같은 비닐 화합물 ; 및 예를 들어 헥센, 프로필렌, 옥텐, 4-메틸-1-펜텐등과 같이 3 또는 그 이상의 탄소원자를 갖는 올레핀이다. 혼성 중합 반응에서 사용되는 이러한 혼성 중합가능한 물질의 양은 0.5 내지 18중량%, 바람직하게는 2 내지 10중량%이다. 이들 측쇄형 저밀도 폴리 에틸렌은 바람직하게는 공지된 고압(1,000 내지 3,000㎏/㎠) 공정에 따라, 예를들어 산소, 유기 과산화물 등과 같은 라디칼 발생제를 사용하는 라디칼 중합반응으로부터 수득된 것이다.
본 발명에서 사용된 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌은 2g/10분을 초과하지 않는, 바람직하게는 0.1 내지 1g/10분 범위의 용융 지수 및 70 이하의, 바람직하게는 30 내지 70 범위의 유동비를 갖는 것이다. 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 용융 지수가 이 범위 밖인 경우, 제조된 필름의 강도는 저하되고 또 이러한 필름을 포대로 제조한 경우 포대 몸체부의 강도가 낮음이 나타났다. 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 유동비가 상기 범위 밖인 경우에도 동일한 결과로서 통한다. 필름 강도의 개선뿐만 아니라 이러한 필름으로부터 제조된 포대의 몸체강도 및 열 밀봉 강도의 개선을 이루기 위하여, 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌은 0.930g/㎤를 초과하지 않는, 바람직하게는 0.915 내지 0.925g/㎤의 밀도를 갖는 것이 또한 바람직하다.
선형 폴리에틸렌에 대한 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합 비율은, 100 내지 50중량부, 바람직하게는 90 내지 70중량부의 선형 폴레에틸렌에 대하여, 0 내지 50중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부의 측쇄형 폴리에틸렌이다.
본 발명에 있어서, 라디칼 발생제는 선형 폴리에틸렌에 부가되거나 또는 선형 폴리에틸렌과 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물에 부가될 수 있다. 이러한 라디칼 발생제를 부가하는 것은 이것이 필름-성형 특성 및 제조된 필름의 기타 특성, 특별히 강도를 개선시키기 때문에 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 라디칼 발생제는, 바람직하게는 그 온도에서의 반감기(half-life period)가 1분인 그것의 분해 온도가 130 내지 300℃인 것이고, 이러한 라디칼 형성제의 예는 디큐밀 과산화물, 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(3급부틸퍼옥시)-헥신-3,α,α'-비스(3급-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 디벤조일과산화물, 디-3급부틸 과산화물 등이다.
혼합시킬 이러한 라디칼 발생제의 양은 선형 폴리에틸렌의 양 또는 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 전체량을 기준으로 하여 0.1중량부 이하, 바람직하게는 0.0001 내지 0.1중량부, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.1중량부이다. 과량의 라디칼 발생제를 사용하는 경우 지극히 낮은 용융 지수가 결과로서 나타나며, 이로 말미암아 취입 필름 성형중 필름파손 또는 용융 파쇄등이 야기되기 쉽다.
본 발명에 있어서, 라디칼 발생제를 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌에 혼합시키고 분해시키며 또 이러한 라디칼 발생제를 폴리에틸렌과 반응시키기 위하여 어떠한 적합한 방법을 이용할 수도 있다.
예를들어 다음과 같은 방법을 이용할 수 있다.
(1) 선형 폴리에틸렌, 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 및 라디칼 발생지를 동시에 또는 연속적으로 넣고 인플레이션 셩형시 용융 압출시킨다.
(2) 예를들어 밴부리 혼합기 (Banbury mixer)와 같은 압출기 및/또는 반죽기를 사용하여, 선형 폴리에틸렌, 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 및 라디칼 발생제를 혼합 및 반응시킨 다음 펠릿화하여 인플레이션 성형시킨다.
(3) 예를들어 선형 저밀도 폴리에틸렌, 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌에 과량의 라디칼 발생제(보통 5,000 내지 10,000ppm)를 혼합한 다음 폴리에틸렌의 융점 이상 및 라디칼 발생제의 실질적인 분해가 야기되지 않는 온도 이하의 온도에서 이들을 용융시켜 펠릿화된 마스터 뱃치(master batch)를 우선 제조하고 이 마스커 뱃치를 선형 폴리에틸렌 또는 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물과 혼합시켜 취입 필름 성형시킨다.
라디칼 발생제는 원래 형태 그대로 사용되거나 또는 용매중의 용액 형태로 사용할 수 있다.
선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 라디칼 발생제와의 반응은 폴리에틸렌의 분자가나 커플링을 야기시켜 고분자량 성분이 증가되고 따라서 감소된 용융 지수를 갖는 변형된 선형 폴리에틸렌의 수득이 가능하게 된다. 이러한 변형 폴리에틸렌은 비변형 선형 폴리에틸렌 또는 비변형 선형 폴리에틸렌과 비변형 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물보다 취입 필름 성형시 횡방향으로 배향되기가 더욱 쉽고 또 이로부터 제조된 필름은 연신 처리한 경우, 종방향 인열강도 및 충격 강도가 현저히 개선된다.
선형 폴리에틸렌 또는 선형 폴리에틸렌과 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물을 포함하는 폴리에틸렌의 수지 또는 이것의 변형물은 필요에 따라 공지된 첨가제 또는 예를들어 폴리에틸렌의 제품의 제조시 보통 사용되는 산화 방지제, 자외선 흡광체, 대전방지제, 미끄럼제 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서, 선형 폴리에틸렌 또는 선형 폴리에틸렌과 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물에 라디칼 발생제를 부가하여 제조한 조성물을 사용하고 인플레이션 방법에 의해 미연신 필름을 형성시키고 이어 이 미연신 필름을 종방향(필름 권취 방향)으로 연신시켜 연신 필름을 형성시킨다.
미연신 필름의 취입 필름 성형은 취입 비가 2 내지 8, 바람직하게는 3 내지 8이고, 또 서리 선 높이(다이표면으로부터 서리선까지의 높이)가 다이 직경의 2 내지 50배, 바람직하게는 5 내지 50배인 조건하에서 수행된다. 취입 비가 이 범위 미만인 경우, 필름의 종방향 인열강도 및 충격강도가 저하되는 반면, 취입 비가 이 범위 이상인 경우에는, 버블(bubble) 형성 안정성이 악화된다. 또한, 서리 선 높이가 이 범위 미만인 경우, 필름의 종방향 인열 강도가 감소되는 반면, 서리 선 높이가 이 범위 이상인 경우에는 버브 형성 안정성이 악화된다.
이어 미연신 필름을 Tm-70℃ 내지 Tm-20℃(여기서, Tm은 미연신 필름으로 구성된 폴리에틸렌 조성물의 융점임)의 온도에서 종방향으로 1.5 내지 8의 연신 비로 1축 연신시킨다.
연신 온도는 Tm-70℃ 내지 Tm-20℃, 바람직하게는 Tm-60℃ 내지 Tm-30℃ 범위이다. 이 범위 미만의 온도에서는 필름의 불균일 연신이 발생할 수 있다. 이 범위 이상의 온도에서는 제조된 필름의 충격 강도가 크게 저하된다.
필름은 1.5 내지 8, 바람직하게는 2 내지 5의 연신비로 연신시킨다. 연신비가 1.5 미만인 경우, 바람직하지 못한 연신 효과가 나타나며, 결과로서 불만족스러운 필름의 강성 및 인장 강도가 생긴다. 연신비가 8을 초과 하는 경우, 연신된 필름은 종방향으로 과도한 분자 배향을 갖게 되고, 따라서 필름의 종방향 인열강도가 감소하게 된다.
상기 1축 연신 필름 제조 방법에 있어서, 2g/10분 또는 그 이하, 바람직하게는 1g/10분 또는 그 이하, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 1g/10분 범위의 용융 지수, 또 50 또는 그 이하, 바람직하게는 10 내지 50 범위의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌이 바람직하게 사용된다. 유동비가 50인 경우, 제조된 필름의 표면강도는 바람직하지 못하게 저하될 수 있다.
측쇄형 저밀도 폴리에틸렌으로서, 2g/10분 또는 그 이하, 바람직하게는 1g/10q분 범위내의 용융 지수, 및 70 또는 그 이하, 바람직하게는 30내지 70 범위내의 유동비를 갖는 것이 사용된다. 유동비가 70이상인 경우, 제조된 필름의 표면 강도는 저하되고 또 이러한 필름을 포대로 제조한 경우에, 이것의 몸체부의 강도는 낮음이 나타났다.
0.91 내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 50내지 120의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100내지 50중량부 ; 및 0.930g/cm3또는 그 이하의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 70 또는 그 이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부로 이루어진 조성물을 사용하여, Tm-70 내지 Tm-20℃, 바람직하게는 Tm-60 내지 Tm-30℃(여기서, Tm은 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌으로 구성된 조성물의 융점임)의 온도에서 연신시키는 것을 제외하고는 상기 기술한 방법과 동일한 방법에 따라, 종 및 횡방향중 어느 1 방향에서의 열 수축률이 20% 또는 그 이상이고 또 다른 1 방향에서의 열 수축률이 60% 또는 그 이상인 종방향 1축 연신 필름을 수득하는 것이 가능하다.
상기 방법에서 사용된 선형 폴리에틸렌은 0.91 내지 0.965g/cm3, 바람직하게는 0.91 내지 0.95g/cm3, 더욱 바람직하게는 0.915 내지 0.940g/cm3범위의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1g/10분 또는 그 이하의 용융 지수, 및 50 이상 또 120 이하의 바람직하게는 60 내지 90 범위의 유동비를 갖는 것이다.
사용된 선형 저밀도 폴리에틸렌 밀도가 이 범위 미만인 경우, 필름의 바람직한 강성 및 인장 강도는 수득될 수 없고, 또 밀도가 이 범위 이상인 경우, 생성된 필름은 충격 강도면에서 현저히 불량함이 나타났다. 선형 폴리에틸렌의 용융지수가 2g/10분 이상인 경우, 필름은 바람직한 강도를 갖지 못한다.
선형 폴리에틸렌의 유동비가 이 범위 이상 또는 이 범위 미만인 경우, 결과로서 작업성 및 강도의 악화가 나타난다.
상기 기술한 방법에 있어서, 50 이상 또 120 이하의 유동비와 함께 상대적으로 광범위한 분자량 분포를 갖는 선형 폴리에틸렌을 사용하는 것이 가능하다. 광범위한 분자량 분포를 갖는 선형 폴리에틸렌을 제조하기 위해 공지된 어떠한 방법도 이용할 수 있다. 예를들어 2개 또는 그 이상의 반응조를 사용함으로써 상이한 분자량을 갖는 중합체들의 혼합물이 제조되는 방법을 유리하게 이용할 수 있다.
선형 폴리에틸렌을 단독으로 사용할 수도 있으나, 선형 저밀도 폴리에틸렌에 특정량의 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌을 혼합시키는 것이 바람직한데, 이는 이러한 혼합물이 필름 작업성 및 인장 특성을 개선시키기 때문이다. "측쇄형 저밀도 폴리에틸렌"은 상기 기술한 바와 동일하게 에틸렌 동종 중합체 및 에틸렌과 기타 혼성중합 가능한 물질들의 혼성 중합체를 나타내는 것이나, 상기 기술한 조성물에서는, 2g/10분을 초과하지 않는, 바람직하게는 0.1 내지 1g/10분 범위내의 용융 지수 및 70 이하의 , 바람직하게는 30 내지 70 범위의 유동비를 갖는 것이 사용된다. 용융 지수가 2g/10분 이상인 경우, 제조된 필름은 강도면에서 불량함이 나타났다. 선형 폴리에틸렌의 유동비가 이 범위 이상인 경우에도 또한 제조된 필름의 강도 저하가 발견된다. 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌이 0.91 내지 0.930g/cm3, 바람직하게는 0.915 내지 0.925g/cm3범위의 밀도를 갖는 것이 필름 강도의 개선을 위하여 또한 바람직하다.
선형 폴리에틸렌에 혼합시킬 상기 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 양은, 100내지 50중량부의 , 바람직하게는 90 내지 70중량부의 선형 폴리에틸렌에 대하여, 0 내지 50중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부 범위이다.
0.910내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 50 또는 그 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100 내지 50중량부 ; 0.930g/cm3또는 그 이하의 밀도, 2g/10분 또는 그 이하의 용융 지수 및 70 또는 그 이하의 유동성 비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부 ; 및 임의 성분으로서 라디칼 발생제 0.0001 내지 0.1중량부를 포함하는, 상기 기술한 바 있는 조성물을 사용하는 경우, 본 발명에 따르는 필름을 형성시키기 위해 하기 방법을 또한 이용할 수 있다.
통상의 필름 또는 쉬트 형성 장치 및 방법, 이를 테면 원형 다이를 이용하는 취입 필름 형성법 또는 T-다이법을 이용함으로써, 상기 조성물은 150내지 250℃의 수지 온도 및 1 내지 50의 드라프트비(draftratio)에서 형성되어 미연신 필름 또는 쉬트를 얻는다. 이 미연신 필름이나 쉬트는 종 및 횡방향중 적어도 1 방향으로 연신되어 상기 필름 또는 쉬트의 표면적은 본래 면적의 1.2 내지 9배로 연신되어 연신된 필름을 얻게 된다.
미연신 필름 또는 쉬트는 횡방향(필름 제조기의 권취 방향과 직각 방향)으로 1축 연신하거나 또는 필름 또는 쉬트를 종방향(필름의 권취 방향) 및 횡방향 모두로 2축 연신함으로써 연신된다.
횡방향에서의 1축 연신은, 이를테면 다음 방법에 의해 달성될 수 있다. T-다이법 또는 취입 필름 형성법에 의해 얻어진 미연신 필름은 원하는 폭으로 슬릿된 후, 가열된 다음 필름 단부를 고정한채 가열하에서 횡방향으로 연신된다.
2축 연신의 경우에, T-다이법 또는 취입 필름 형성법에 의해 얻어진 연신 필름은 소망의 폭으로 슬릿한 후 연속적 또는 동시에 종방향 및 횡방향에서 슬릿된 다음 연속적 또는 동시에 종방향 및 횡방향에서 연신된다. 연속적 연신의 경우에, 필름은 먼저 종방향에서 연신된 수 횡방향으로 연신되며, 이와 역순으로 연신될 수도 있다. 동시 2축 연신의 경우에, 종방향 및 횡방향 연신을 위한 시간 배정은 임의적이다. 예를들면, 종방향 연신은 회방향 연신이 종료될 때까지 점차적으로 계속될수 있거나, 또는 종방향 및 횡방향 모두에서의 연신은 동시에 시작될 수 있거나, 또는 종방향에서의 연신이 먼저 종료될 수 있다.
텐터링(tentering)법, 연속 2축 연신법, 튜브상 연신법 및 동시 2축 연신법은 본 발명에서의 2축 연신에 바람직하게 사용될 수 있다. 연신 온도는 Tm-70 내지 Tm-5℃, 바람직하게는 Tm-60 내지 Tm-15℃이다(Tm은 라디칼 발생제의 반응에 의해 얻어진 변형된 폴리에틸렌 중합체, 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 조성물에 대한 융점이다. Tm-70℃ 이하의 온도에서, 분자 사슬이 이동성이 불량하므로, 필름은 연신될 때 파열되는 경향이 있고, 필름이 연신될 수 있을지라도, 소망의 연신비가 얻어질 수 없어 우수한 성질을 갖는 연신된 필름을 얻을 수 없게 된다). Tm-5℃ 이상의 온도에서, 미연신 필름은 부분적으로 용융될 수 있으며 소망의 배향을 가질 수 없게 되므로, 이 경우에도 우수한 성질을 잦는 연신된 필름을 얻을 수 없다.
연신비는 2 내지 40%/sec, 바람직하게는 10 내지 20%/sec이다. 연신속도가 2%/sec 이하이면 연신과정에서 배향된 결정하로서 인해 연신성을 손상시키는 경향이 있는 반면, 연신속도가 40%/sec 이상이면 중합체가 변형되어 연신속도와 보조를 맞출 수 없어서 연신과정에서 필름의 파열을 야기시키게 된다.
얻어진 연신된 필름의 특성 및 연신 작업성(연신의 용이성)면에서 볼때, 횡방향 또는 종방향 및 횡방향 모두에서 면적 연신비의 경우(1축 횡방향 연신의 경우에, 종방향의 연신비를 1로 가정한다.) 1.2 내지 9배, 바람직하게는 12. 내지 5배, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5배이다. 2축 연신의 경우에, 필름은 종방향에서 1.2 내지 3배, 바람직하게는 1.2 내지 2배 그리고 횡방향에서, 3 내지 7.5배, 바람직하게는 4 내지 7배로 연신된다. 면적 연신비가 1.2배 미만일 때, 필름 파열점에서 소망의 인장강도 및 강도 성질의 개선효과를 얻을 수 없다. 면적 연신비가 9배 보다 클때, 연신 작업성은 저하되어 만족할 만한 연신된 필름을 얻을 수 없게 된다.
조성물을 사용함으로서 상기 방법에 따라 제조된 본 발명의 1축 또는 2축 연신된 필름은 종방향 또는 횡방향중 어느 한 방향에서 두께 30 내지 120㎛(바람직하게는 40 내지 100㎛)와 열 수축률 20% 또는 그 이상, 바람직하게는 30% 또는 그 이상을 갖고, 또 다른 방향에서는 60% 또는 그 이상, 바람직하게는 70% 또는 그 이상을 갖는다. 본 발명의 1축 또는 2축 또는 연신된 필름은 포대에 바람직하게 사용될 수 있지만, 적어도 1 방향에서 필름의 열 수축률이 상기 값 미만인 경우에, 그로부터 제조된 포대는 포대가 낙하될 때 변형성 및 견고도에 있어 만족스럽지 못한 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 연신된 필름을 사용함으로써 포대를 제조하기 위한 공지 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 다음 방법이 이용될 수 있다.
(1) 필름의 양 주변을 밀봉하거나 또는 양 주변을 접착제로 밀봉(이하 "접착 밀봉"이라 함)함으로써 원통형으로 만든 다음, 이 원통형의 꼭대기와 바닥을 가열 밀봉, 접착 밀봉 또는 봉합에 의해 밀폐시켜 포대를 만든다.
(2) 원통형의 연신된 필름의 상부 및 하부 단부 모두를 열 밀봉 또는 접착 밀동한 후, 측면 주변을 열 밀봉, 접착 밀봉 또는 봉합에 의해 결합한다.
포대 제조시에 주변들을 결합시키기 위해 열 밀봉법을 이용할 때, 열 밀봉은 열 밀봉 방향이 연신된 필름의 열 수축률이 작은 방향과 일치하도록 실시되는 것이 바람직하다. 열 밀봉될 부분이 가열봉 또는 가열 벨트와 같은 가열 수단에 의해 장시간 동안 압축유지될 때, 열 밀봉 부분의 강도를 약화시키도록 열완화(thermal relaxation)를 실시할 수 있으므로 열 밀봉된 부분에서 수축되도록 자유상태로 유지하기 위해서 압력을 가하지 않고 약 230 내지 280℃에서 즉시 가열한다.
내층 포대로서 본 발명의 1축 또는 2축 연신된 필름을 사용하고, 외층 포대용 종이를 사용함으로써 이중벽 포대를 제조할 수도 있다. 외층 포대용으로 사용된 종이는 특정형태에 제한되지 않는다. 공업적 포장 재료로 일반적으로 사용되는 종이의 어떠한 형태도 본 발명에서 사용할 수 있다. 크라프트지, 확장성 종이등이 바람직하다. 이러한 종이의 기본 중량(단위면적당 중량, 두께지수)은 73 내지 88g/m2이다. 또한, 이러한 종이는 그 내부에 폴리에틸렌으로 적층될 수도 있다.
이러한 이중벽 포대를 제조하기 위해서는 공지 방법을 이용할 수 있다.
이중벽 포대를 구성하는 외층 및 내층 포대는 단지 서로 겹쳐질 수 있거나 접착제와 함께 결합될 수 있다.
밀봉은 공지 방법, 이를테면 (1) 내층 포대를 열 밀봉하거나 접착 밀봉하고 외층 포대를 봉합하는 방법, 또는 (2) 양 내측 및 외측 포대를 봉합하는 방법에 의해 실시될 수 있다.
내층 포대 제조시의 열 밀봉은 상기와 똑같은 방법으로 바람직하게 실시된다.
상기 방법으로 얻어진 이중벽 포대는 이러한 형태의 종래 포대, 예를들면, 폴리에틸렌이나 나일론 필름을 사용하는 다중벽 크라프트(kraft) 포대, 합성 수지의 연신된 코드로 된 직물을 크라프트지에 적층시켜 제조한 횡-적층 크라프트 포대, 및 합성 수지 필름만으로 된 포대에 관한 문제점이 없고, 이러한 문제점들로는 반시 기타 물체로 인한 포대의 파손, 채워진 포대를 손으로 옮길때 손끝에 의해 포대를 찢는 현상, 및 포대의 필름 두께 감소로 인한 포대의 몸체부 파손과 같이 감소된 인장 강도로부터 발생되는 기타 문제점들이 있다. 또한, 본 발명에 따른 연신된 필름을 사용함으로써 제조된 포대는 내수성, 기계적 강도 및 내미끄럼성이 우수하고 무거운 물체를 포장 및 운송하는데 적합하다.
본 발명은 하기 실시예를 통해 더욱 상세히 기재되지만, 그 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(1) 연신된 필름의 제조
80중량부의 선형 저밀도 폴리에틸렌(MI : 0.5g/10분, 유동비 : 20, 밀도 : 0.921g/cm3, 혼성중합 물질 : 부텐-1, 혼성중합된 양 : 10중량%, 융점 : 118℃), 이 혼합물을 0.03중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸-퍼옥시)헥신-3과 더 혼합하여 출발물질을 제조하였다. 이 출발물질은 압출 속도 80kg/hr, 취입비(BUR) 3 및 서리선(frost line) 높이/다이 직경(FLH/D) 8의 조건하에서 직경 250mm 및 폭 4mm의 원형 슬릿과 냉각 공기 고리를 갖는 인플레이션 다이가 설치된 취입 필름 압출 장치(모던 머쉬너리의 압출기 Delser 65ψ)를 사용함으로서 취입 필름으로 제조되었다. 이 베이스 필름을 필름 권취 방향에서 슬릿으로 만든 다음, 80℃의 연신 온도 및 연신비 3(종방향에서)에서 로울 연신기를 사용하여 연신함으로써 종방향으로 1축 연신된 80㎛ 두께의 필름을 얻었다.
[평가방법]
(a) 필름 강도
엘레멘도르프(Elemendorf)인열강도는 JIS P8116에 따라 측정하고, 및 다트 트롭(dart drop) 충격(DDI) 시험을 ASTM D 1709에 따라 실시하였다.
(b) 내지압 강도(Strength against finger penetration)
필름의 인장 강도를 시험하기 위해서, 다음 방법에 따라 내지압 강도 시험을 행하였다. (1)에서 얻어진 종방향 연신 필름을 연신 방향으로 760mm 및 횡방향(필름의 너비 방향)으로 1,000mm크기로 절단하였다. 이 필름 조각을 주변 방향으로 휘어 결합하여 겹쳐진 부분의 폭이 60mm로 되도록 하였다. 상기 겹쳐진 부분에 고온 용융 접착제(니따 겔라틴 컴페니, 리미티드사 제품 Grade HX-960)를 적용한 다음, 그 부분ㅇ르 고온 총(hot gun) 가열 및 결합시켜 원통형 몸체를 제조하였다. 이 원통형 몸체의 상부 또는 바닥은 가열 밀봉기(뉴롱컴페니, 리미티드 제품, Model HS 22B-Z를 사용함으로써 열 밀봉되어 포대를 제조하였다. 이 포대에 비료 20kg을 넣고 포대 입구를 상기와 똑같은 방법으로 열 밀봉하여 시험용 포대를 만들었다. 비료 20kg을 포함하는 이 포대를 열 밀봉된 부분이 마루 바닥 표면과 평행이 되도록 손으로 들어올려 손가락 끝이 포대의 필름 표면을 손상시키는지의 여부를 관찰하였다.
평가
A : 손가락끝이 포대 필름 속으로 전혀 들어가지 않았음. 전혀 문제없음.
B : 손가락끝이 포대 필름 속으로 약간 들어갔지만, 심각한 문제는 발생하지 않았음.
C : 손가락끝이 포대 필름 속으로 많이 들어가, 심각한 문제를 야기시켰음.
(C) 열 수축률 결정
직경 6mm의 원형 시험편을 필름의 적당한 위치로부터 절단해 냈다. 이 시험편은 200℃의 표면 온도를 갖는 고온 플레이트에 20초 동안 놓여진 후, 종방향(필름 권취 방향) 및 횡방향(필름폭의 방향) 길이의 변화를 측정하여 본래 길이에 대한 퍼센트로 나타냈다. 그 결과는 표 1에 나타냈다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용된 것과 똑같은 선형 저밀도 폴리에틸렌 100중량부와 0.03중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3의 혼합물이 출발물질로서 사용되었고 FLH/D가 15로 조절된 것을 제외하고 실시에 1에서와 똑같은 방법으로 제조되었다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
BUR이 1.5로 변경된 것을 제외하고 실시예 1의 과정이 반복되었다.
[비교예 2-6]
선형 폴리에틸렌과 라디칼 발생제의 양, 제조조건 및 연신조건이 표 1에서와 같이 변경된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 반복하였다.
[실시예 3]
부텐-1 함량 4.5중량% 및 MI 200 및 0.055를 갖는 2 형태의 선형 폴리에틸렌은 5kg의 마그네슘 에틸레이트 5g과 사염화티탄 50cc를 130℃에서 반응시켜 얻어진 고체 촉매를 사용함으로써 제조되었다. 상기 2 형태의 선형 폴리에틸렌 각 10kg을 2,6-디-t-부틸-파라크레졸(BHT) 0.05중량부및 칼슘스테아레이트 0.05중량부와 밴부리 혼합기로 잘 혼합하였다.
이와같이 하여 얻어진 변형된 선형 폴리에틸렌은 0.3g/10분의 MI, 유동비 70 및 밀도 0.93g/cm3를 가졌다.
실시예 1에서 사용된 것과 유사한 취입 필름 압출 장치(모던 머쉬너리의 Delser 65ψ 압출기)를 사용함으로써 압출속도 80kg/hr, BUR 및 FLH/D 8의 조건에서 상기 변형된 선형 슬릿으로 만든 다음, 로울 연신기를 사용하여 연신온도 80℃ 및 연신비 3(종방향에서)에서 연신시켜 80㎛ 두께의 1축 연신된(종방향) 필름을 얻었다. 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 4]
실시예 3의 변형된 선형 폴리에틸렌 80중량부와 MI 0.4g/10분, 유동비 40 및 밀도 0.922g/cm3를 갖는 측쇄의 저밀도 폴리에틸렌 20중량부의 혼합물이 사용되는 것을 제외하고 실시예 3의 방법을 반복하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 5]
MI 0.5g/10분, 유동비 20, 밀도 0.921g/cm3및 부텐-1 함량 8중량%를 갖는 선형 폴리에틸렌 100중량부에 0.03중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3을 가한 후, 모던 머쉬너리의 500mmψ 압출기를 사용하여 상기 혼합물을 250℃에서 처리하여 Mi 0.12 및 유동비를 75를 갖는 변형된 선형 폴리에틸렌을 얻었다.
실시예 4에서 사용된 측쇄 저밀도 폴리에틸렌 20중량부와 상기 변형된 선형 폴리에틸렌 80중량부를 사용함으로써 1축 연신된 필름이 실시예 3의 다음 장치에 따라 제조되었다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
[비교예 7-12]
표 2에 나타낸 성형조건 및 사용된 수지의 조성이 변경되는 것을 제외하고 실시예 3의 방법을 반복하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 6]
(1) 연신된 필름의 제조
90중량부의 선형 저밀도 폴리에틸렌(MI : 0.5g/10분, 유동비 : 20, 밀도 : 0.921g/cm3)의 조건 혼합물(융점 : 118℃)을 출발물질로 사용하였다. 실시예 3에서 사용된 바와 똑같은 취입 필름 압출 장치를 사용함으로써 압출 속도 50kg/hr, BUR 2 및 드라프트비 6.7의 조건하에서 상기 출발 물질을 300㎛ 두께의 추입 필름으로 제조하였다. 이 베이스 필름 권취 방향으로 슬릿하고, 연신온도 105℃, 연신속도 10%/sec, 종방향에서의 연신비 1.2 및 횡방향에서의 연신비 5의 조건하에서 텐터형 연속 2축 연신 장치를 사용하여 연신시켜 50㎛의 두께를 갖는 2축 연신된 필름을 제조하였다.
상기 얻어진 연신된 필름을 휘어서 주변방향으로 결합하여 겹쳐진 부분의 폭이 100mm로 되도록 하였다. 상기 겹쳐진 부분은, 고온 용융 접착제(니따 겔라틴 컴페니, 리미티드의 GRade HX-960)을 적용시킨 후 고온총을 사용하여 가열 및 결합되어 내부 체적 25kg을 갖는 내층 포대로 작용하도록 고안된 원통형 몸체를 제조하였다. 기본 중량 83g/m2를 갖는 연장된 종이로 된 외층 포대를 상기 원통 내층 포대를 둘러싸아 이중벽 원통형 몸체를 만든 다음, 이 이중벽 원통형 몸체의 하단부를 뉴롱(New Long)의 DS-5 재봉틀로 7m/m 피치(pitch)로 봉합하여 이중벽 포대를 제조하였다.
이 이중벽 포대를 폴리에틸렌 칩 25kg으로 채운 다음, 포대의 상단부를 상기에서와 똑같은 방법으로 봉합하였다.
포대의 성능 시험
(1)낙하 시험
이중벽 포댈르 높이 1.5m에서 콘크리트 표면과 평행하게 놓고 콘크리트 포면에 떨어뜨렸다. 포대는 모두 10회(똑같은 쪽으로 5회, 반대쪽으로 5회) 떨어뜨렸다. 이 낙하 시험은 20개의 포대로 실시하였고 포대가 파손될 때까지 실시된 낙하 횟수를 계산하였다. 20개의 포대의 평균을 계산하였다.
(2)운반 시험
1) 25kg의 칩으로 각각 채운 500개의 포대를 준비하였다. 이들 포댈르 깔판(pallet)에 싣고 400km 거리를 화물차로 운반하였다. 목적지에 도달했을 때, 운반도중 파손된 포대의 수를 계산하였다.
2) 목적지에 도달했을 때 상기 1)의 깔판에 실린 포대중에서 운반도중 구겨진 포대의 수를 세었다.
[실시예 7]
선형 저밀도 폴리에틸렌 90중량부 및 고압 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 90중량부 및 고압 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 10중량부으 건조 혼합물에 0.03중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3-을 혼합시킴으로써 얻어진 혼합물이 출발 물질로서 사용되고 상기 출발물질이 표 3의 조건하에서 제조된 것을 제외하고 실시예 6의 방법을 따랐다. 그 결과를 표 3에 나타냈다.
[비교예 13]
이중벽 크라프트 포대가 폴리에틸렌 수지를 사용하지 않고 종이(83g/m2의 기본 중량을 확장성 종이)만을 사용함으로써 제조된 것을 제외하고 실시예 6의 방법을 반복하였다.
[비교예 14]
종이가 사용되지 않고 성형조건이 표 3에서와 같이 변경된 것을 제외하고, 실시예 6의 과정을 반복하여 단일벽 폴리에틸렌 필름 포대를 제조하였다. 그 결과를 표 3에 나타냈다.
[비교예 15]
성형 조건이 표 3에서와 같이 변경된 것을 제외하고 실시예 6의 과정을 반복하였다. 그 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 8]
(1) 연신된 필름의 제조
90중량부의 선형 저밀도 폴리에틸렌(MI : 0.5g/10분, 유동비 : 20, 밀도 : 0.921g/cm3, 혼성중합된 물질 : 부텐-1-, 그의 양 : 10중량%)과 10중랴우의 고압 측쇄 저밀도 폴리에틸렌 (MI : 0.4g/10분, 유동비 : 20, 밀도 : 0.922g/cm3)의 건조 혼합물을 출발 물질로 사용하였다. 이 출발물질은 압출 속도 50kg/hr, BUR 2 및 드라프트비 6.7의 조건하에 실시예 3에서와 똑같은 취입 필름 장치를 사용함으로써 450㎛ 두께의 취입 필름으로 제조되었다. 이 베이스 필름은 필름 권취 방향으로 슬릿된 후, 연신 온도 105℃, 연신 속도 10%/sec, 종방향 연신비 1.5 및 횡방향 연신비 3의 조건하에서 텐터형 연속 2축 연신기를 사용함으로써 연신되어 두께 100㎛의 2축 연신된 필름을 제조하였다.
2축 연신된 필름으로부터 포대를 제조할 때 열밀봉 방향을 결정하기 위해서, 필름의 열 수축률을 실시예 1의 방법에 따라 결정하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
얻어진 열 수축률을 근거로, 더 적은 열 수축률의 방향이 열밀봉된 방향(포대의 상하 개구부에 해당됨)으로서 결정되었고, 더 큰 열 수축률의 방향은 접착 밀봉방향(포대의 몸체부에 해당)으로서 결정되었다.
(2) 포대의 제조
상기 (1)에 따라 얻어진 2축 연신 필름은 더 적은 열 수축률의 방향, 즉 종방향(필름 권취 방향)에서 890mm의 길이와 더 큰 열 수축률의 방향 즉 횡방향(필름 너비 방향)에서 670mm의 길이로 절단되었다. 이 필름편을 휘어서 주변쪽을 결합하여 겹쳐진 부분의 폭을 100mm로 하였다. 고온 용융 접착제(니따 겔라틴 컴파니, 리미티드의 Grade HX-960)을 겹쳐진 부분에 적용시킨 후 고온층으로 가열 빛 결합시켜 원통형 몸체를 형성하였다.
상기 원통형 필름의 개구부중 한 개구부의 한쪽은 열밀봉 온도(가열부 표면 온도)250℃, 냉각부 온도 30℃ 및 필름 공급 속도 15m/sec의 조건하에서 뉴롱의 열밀봉기 Model HS 22B-2(가열부 길이 : 150mm, 가열부의 틈새 : 0.3mm, 냉각부의 틈새 : 1mm)를 사용함으로써 단부로부터 1.5cm 위치에서 열밀봉되었다. 열밀봉된 부분은 필름 권취 방향(종방향)으로 수축되었고 본래의 필름 두께보다 더 큰 두께를 가졌다.
얻어진 포대를 비료 20kg으로 채운 후, 개구부를 상기에서와 똑같은 조건하에서 열밀봉하여 낙하 시험용 포대를 얻었다.
(3) 포대의 성능 시험
(4) 낙하 시험
상기 (2)에 따라 얻어진 포대를 상기한 방법대로 측방향 낙하 시험과 길이 방향 낙하 시험에 도입하였다. 측방향 낙하 시험은 시험실 온도를 -10℃로 유지하고 길이 방향 낙하 시험은 -5℃에서 유지함으로써 실시되었다. 각 포대를 1.5m 높이에서 5회 낙하시켰다. 시험된 포대의 총수에 대한 파손된 포대의 총수으 백분률을 결정하여 포대 파손비로 나타냈다. 결과를 표 4에 나타냈다.
(a) 측방향 낙하 시험
열밀봉된 부분을 마루바닥과 거의 수직으로 하고 포대의 몸체부는 바닥면과 평행하게 유지시켜 각 충전된 포대를 낙하시켰다. 20개의 포대를 상기 방법으로 낙하시킴으로써 시험을 실시하였고, 포대 파손비를 계산하였다.
열밀봉된 부분의 강도를 측정하기 위해서 상기 측방향 낙하 시험을 하였다.
(b) 길이 방향 낙하 시험
포대의 열밀봉부를 바닥면과 평행으로 유지하고 몸체부는 거의 수직으로 유지하여 20개의 포대를 떨어뜨린 후, 포대 파손비를 계산하였다. 몸체 부분의 강도를 측정하기 위해서 상기 길이 방향 낙하 시험을 실시하였다.
(B) 변형 시험
상기 (2)에 따라 얻어진 포대를 상기 A(a)에 기재된 길이 방향 낙하 시험에 도입하고, 낙하 전후에 몸체 부분의 원주 길이를 측정하였다. 변형 정도(이하 "변형 강도비"라 함)를 다음 일반식으로부터 결정하였다 :
Figure kpo00004
변형 강도비가 높다는 것은 포대의 변형 경향이 높다는 것을 뜻한다.
(C)필름의 강성
이는 필름 강성 시험기(도요 파인 머쉬너리 컴페니, 리미티드 제품)를 사용함으로써 다음 방법으로 결정되었다. 80×100mm 쌤플(상기 포대용 필름)을 쌤플 홀더에 평편하게 놓고 양 단부를 척(chuck)에 클램핑시켰다. 각 단부에서 틈새를 클램핑하는 여유 길이는 10mm이기 때문에, 시험된 쌤플의 유효 면적은 80×80mm이었다.
쌤플 굽힘 핸들을 돌려 척의 클램핑 거리를 좁힘으로써 샘플을 굽혔다. 굴곡부의 상부를 인덴터(indenter)로 누른후 하중을 전기적으로 측정하였다.
(D) 자동 충전성 시험
포대의 강성이 약하다면 포대의 개구단부가 흡입기에 의하여 확산 개방되는 자동충전 과정에서 포대가 굴곡되므로 개방되지 못한다.
그래서, 상기 (2)에서 얻어진 포대 100개를 자동충전 시험에 도입한 결과, 충전속도가 나쁘게 측정되었다.
[실시예 9]
0.03중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3-을 90중량부의 선형 저밀도 폴리에틸렌과 10중량부의 고압 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌의 건조 혼합물과 혼합함으로써 얻어진 혼합물이 출발물질로 사용되고, 표 4에 나타낸 성형 조건이 이동된 것을 제외하고 실시예 8의 과정이 반복되었다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 10]
표 4에 나타낸 성형 조건을 이용하는 것을 제외하고 실시예 8의 과정을 반복하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
[비교예 16]
0.0005중량부의 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-헥신-3을 90중량부의 선형 저밀도 폴리에틸렌과 10중량부의 고압 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌을 혼합함으로써 얻어진 혼합물이 출발물질로 사용되고, 이 출발물질이 표 4의 조건으로 처리된 것을 제외하고 실시예 8의 과정을 반복하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
[비교예 17-19]
표 4에 나타낸 조건을 이용하는 것을 제외하고 실시예 8의 과정을 반복하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
[비교예 20 및 21]
연신된 필름의 시험편 2개를 서로 겹쳐놓아 이중벽 포대를 만들고 표 4의 조건이 이용된 것을 제외하고 실시예 8의 과정을 반복하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
[표 1]
Figure kpo00005
[표 2]
Figure kpo00006
[표 3]
Figure kpo00007
[표 4]
Figure kpo00008

Claims (5)

  1. 0.910 내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 120 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100 내지 50중량부 ; 2g/10분 이하의 용융 지수, 70 이하의 유동비 및 0.930g/cm3이하의 밀도를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부 ; 및 임의 성분으로서 라디칼 발생제 0.0001 내지 0.1중량부를 포함하고, 종 및 횡방향중 어느 한 방향에서의 열 수축률이 20% 이상이고 또 다른 한 방향에서의 열 수축률이 60% 이상인 1축 또는 2축 연신 필름으로 된 내측 포대와 종이로 된 외측 포대로 구성된 포대.
  2. 제 1 항에 있어서, 1축 연신 필름이 다음 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된느 포대 : 0.910 내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 50 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100내지 50중량부 ; 0.930g/cm3이하의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 70이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부 ; 및 임의의 성분으로서 라디칼 발생제 0.0001 내지 0.1중량부로 이루어진 조성물을 2 내지 8의 취입비(blow-up ratio) 및 다이 직경 2 내지 50배의 서리 선 높이(frost line height) 조건하에서, 상기 라디칼 발생제가 존재하는 경우 이를 분해하고 상기 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌과 반응시키면서 또는 반응후, 취입 압출에 의해 미연신 필름 또는 쉬트를 형성하는 단계 ; 그리고 Tm-70℃ 내지 Tm-20℃(여기서, Tm은 상기 조성물 또는 라디칼 발생제의 반응에 의해 상기 조성물로부터 얻어진 변성 조성물의 융점임)의 온도에서 미연신 필름 또는 쉬트를 종방향으로 1.5 내지 8배 1축 연신시키는 단계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 1축 또는 2축 연신 필름이 다음 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 포대 : 0.910 내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 50 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100내지 50중량부 ; 0.930g/cm3이하의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 70 이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부 ; 및 임의의 성분으로서 라디칼 발생제 0.0001 내지 0.1중량부로 이루어진 조성물로부터 수지온도 150℃ 내지 250℃ 및 연신비 1 내지 50의 조건하에서, 상기 라디칼 발생제를 분해하고 상기 선형 폴리에틸렌 및 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌과 반응시키면서 또는 반응 후, 취입 필름 성형법 또는 T-다이법에 의해 미연신 필름 또는 쉬트를 형성하는 단계 ; 그리고 Tm-70℃ 내지 Tm-5℃(여기서, Tm은 상기 조성물 또는 라디칼 발생제의 반응에 의해 상기 조성물로부터 얻어진 변성 조성물의 융점임)의 온도에서 미연신 필름 또는 쉬트를 본래 면적의 1.2 내지 9배로 1축 또는 2축 연신시키는 단계.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 1축 또는 2축 연신 처리가 미연신 필름 또는 쉬트를 횡방향으로 1.2 내지 9배 1축 연신시키거나 ; 또는 미연신 필름 또는 쉬트를 종방향으로 1.2 내지 3배, 그리고 횡방향으로 3 내지 7. 5배 2축 연신시킴으로써 실시되는 포대.
  5. 제 1 항에 있어서, 1축 연신 필름이 다음 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 포대 : 0.91 내지 0.965g/cm3의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 50 이하의 유동비를 갖는 선형 폴리에틸렌 100내지 50중량부 ; 및 0.930g/cm3이하의 밀도, 2g/10분 이하의 용융 지수 및 70 이하의 유동비를 갖는 측쇄형 저밀도 폴리에틸렌 0 내지 50중량부로 이루어진 조성물을 2 내지 8의 취입비(blow-up ratio) 및 다이 직경 2 내지 50배의 서리 선 높이(frost line height)조건하에서 취입 압출에 의해 미연신 필름 또는 쉬트를 성형하는 단계 ; 그리고 Tm-70℃ 내지 Tm-20℃(여기서, Tm은 상기 조성물 또는 라디칼 발생제의 반응에 의해 상기 조성물로부터 얻어진 변성 조성물의 융점임)의 온도에서 미연신 필름 또는 쉬트를 필름 권취 방향으로 1.5 내지 8배 1축 연신시키는 단계.
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