KR101743966B1 - 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 - Google Patents
전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101743966B1 KR101743966B1 KR1020160013263A KR20160013263A KR101743966B1 KR 101743966 B1 KR101743966 B1 KR 101743966B1 KR 1020160013263 A KR1020160013263 A KR 1020160013263A KR 20160013263 A KR20160013263 A KR 20160013263A KR 101743966 B1 KR101743966 B1 KR 101743966B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- density polyethylene
- electron beam
- low density
- composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 49
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 34
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 30
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 30
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 26
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 20
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 20
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 19
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 19
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 17
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 17
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 17
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 16
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 15
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 15
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 14
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 14
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 13
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 11
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 claims description 11
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 claims description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 161
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 20
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 8
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 7
- 239000005026 oriented polypropylene Substances 0.000 description 7
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000012802 nanoclay Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015429 Mirabilis expansa Nutrition 0.000 description 1
- 244000294411 Mirabilis expansa Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000009820 dry lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 235000021109 kimchi Nutrition 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013536 miso Nutrition 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229920006284 nylon film Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000014102 seafood Nutrition 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/123—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B29C47/0021—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2096/00—Use of specified macromolecular materials not provided for in a single one of main groups B29K2001/00 - B29K2095/00, as moulding material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 합지되지 않은 필름 또는 합지된 필름으로 전자선을 조사하여, 필름의 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름
또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름 중에서 선택되는 어느 2종 이상의 필름을 합지하여 이루어진 복합필름의 표면으로 전자선을 조사하여, 필름의 배리어성 및 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 필름에 관한 것이다.
종래, 플라스틱 기판이나 필름의 표면에 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화규소 등의 금속 산화물의 박막을 포함하는 복수의 층을 적층해서 형성한 가스배리어성 필름은, 수증기나 산소 등의 각종 가스의 차단을 필요로 하는 물품의 포장, 예를 들어 식품이나 공업용품 및 의약품 등의 변질을 방지하기 위한 포장 용도에 널리 사용되고 있다.
포장용도 이외에도, 태양 전지 소자, 유기 일렉트로 소자, 액정 표시 소자 등의 플렉시블 전자 디바이스에 대한 전개가 요망되어 많은 검토가 이루어지고 있다.
그러나 이들 플렉시블 전자 디바이스에서는 유리 기재 레벨의 매우 높은 가스 배리어성이나 내구성이 요구되기 때문에, 현재는 충분한 성능을 갖는 가스배리어성 필름은 아직 얻지 못하고 있는 실정이다.
각종물품의 포장을 위하여 여러 가지의 수지 포장재가 사용되고 있다. 수지 포장재로는 예컨대 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 등의 열가소성 수지 필름을 사용한 포장재를 들 수 있다.
그러나 이들 수지 포장재는 일반적으로 산소 가스배리어, 탄산 가스배리어성 등의 가스배리어성이 불충분하기 때문에 특히, 육류, 어패류, 유제품, 김치, 된장류, 과자류, 차, 커피류, 면류, 쌀밥류 등의 식품용 포장재; 약품용 포장재; 등의 용도에는 만족스럽지 못하다.
그래서 수지 포장재의 가스 배리어성 필름을 조합한 복합필름이 개발되어 있다. 그러나 EVOH나 폴리아미드 등의 필름은 고온, 고습하에서 가스배리어성이 대폭 열화 되기 때문에 이들 필름을 함유하는 종래의 복합필름은 레토르트 멸균과 같은 고온·고습 하에서의 처리 공정을 요하는 물품, 특별하게 장기보존을 요구하는 물품 등의 포장재로는 충분하지 못하다.
필름의 차단성을 높이기 위한 연구는 주로 포장용도에 대하여 진행되어 왔다. 크게 고분자 자체의 특성을 개선하는 초기 방법과 이후 플라즈마를 이용하여 필름 위에 알루미늄이나 금속산화물 박막을 올리는 연구 위주로 기술개발이 이루어져 왔다.
필름 자체의 특성에 대한 연구는 90년대 말까지 많은 발표가 있었는데 주로 PVDC, EVA 공중합체와 차단성이 높은 EVOH, PAN 등에 대한 연구가 있었다.
알루미늄 박막을 올리거나 투명성을 향상시키기 위하여 금속산화물 또는 Si 산화물을 PE 표면에 올리는 연구나 실록산 화합물을 PE 필름 표면에 플라즈마를 사용하여 올리는 방법 등이 연구되어 왔다.
나노클레이나 graphene을 고분자에 섞어 barrier 필름을 제조하려는 국내 연구가 최근 10여년 정도부터 발표되고 있는데 이 방법은 일본이나 미국에서는 90년대 초부터 연구가 진행되어 왔던 분야로 국내의 연구가 외국에 비해 다소 뒤져 있는 현황이다.
나노클레이의 고분자 내에 분산에 의한 여러 가지 효과에 대한 연구는 80년대부터 미국, 일본을 비롯한 서구에서 이루어져 상업화 단계로 접어든 기술이다.
컴파운딩 방법을 사용하여 박리형 나노복합체를 제조하는 연구는 1993년 코낼대의 연구팀에 의하여 시작이 되었고 이후 1997년 일본의 Toyoda 연구진에 의해 상업화가 이루어졌다.
일본 등의 선진국에서 주로 생산 판매를 하고 있는 고차단성 필름은 PET나 Nylon 필름 위에 산화물을 0.5 micron 이하의 두께로 증착을 시켜 투명성을 가지면서 높은 기체 차단성을 갖는 제품들이다.
이 방법에 의하여 10-4g/㎡day 이상으로 기체 차단성을 더 높이는 것은 어려워 보이는데 이것은 산화알루미늄이나 산화실리콘이 표면에 마이크로 crack이 생기기 쉬워 기체 차단성에 대한 내구성을 갖기 어렵고 증착 과정에서 pinhole 등의 불량을 가질 확률이 높아지기 때문이다.
나노 입자를 분산시킨 resin을 사용하여 필름을 압출할 경우 현재는 연신을 시키지 않는 제품이 대부분이다.
연신을 시킬 경우 일반적인 필름의 경우 기체 차단성이 향상되는 반면, 나노클레이가 포함된 필름은 오히려 기체 차단성이 떨어지는 현상을 나타내고 있다.
이러한 결과는 연신에 의해 첨가된 나노클레이 주위에 크랙(crack)이 일어나는 것 때문으로 판단되고 있다. 이런 미흡한 특성 등으로 인하여, 배리어성 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 방법이 필요하며, 이 방법을 전자선 조사를 통한 가교 방식으로 발명을 시작하게 되었다.
본 발명의 목적은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름 또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름 중 선택되는 어느 2종 이상의 필름을 합지하여 형성된 복합필름에 전자선을 조사하여 필름을 가교 시킴으로써, 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 복합필름을 제공하고자 한다.
또한 전자선 조사에 앞서, 단층필름의 제조를 위한 압출 작업시 복합 무기물로 컴파운딩된 펠렛을 투입함으로써, 전자선 조사 후의 필름의 배리어성과 기계적 물성을 더욱 향상시킨 복합필름을 제공하고자 한다.
그리고 전자선 가교 방식을 필름에 적용함으로써, 기존 사용상 한계가 있던 필름 층의 구성을 줄일 수 있는 복합필름을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름
또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름 중에서 선택되는 어느 2종 이상의 필름을 합지하여 이루어진 복합필름에 3.1~24.3mA의 전류, 5~10m/min의 속도 조건에서 전자선을 조사하여 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름을 제공한다.
본 발명에 따른 고기능성 필름은 수분배리어성과 기계적 물성을 향상시키기 위하여,
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름
또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름을 선택하여 다층으로 합지(lamination)한 복합 필름 표면으로 전자선을 조사하여 가교를 실시함으로써, 가스 배리어성 및 내열성을 더욱 향상시킨 필름을 제공할 수 있다.
또한 이와 같은 전자선 가교 방식을 통해, 기존 사용에 한계가 있던 종래 필름의 층 구성을 줄임으로써 사용한계를 해소할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 필름의 제조를 위해 전자선 조사과정을 도시한 개략도.
이하, 상기의 기술 구성에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
상기한 바와 같이,
본 발명에 따른 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름
또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름 중에서 선택되는 어느 2종 이상의 필름을 합지하여 이루어진 복합필름에 3.1~24.3mA의 전류, 5~10m/min의 속도 조건에서 전자선을 조사하여 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 다.
상기 단층필름은 전자선 조사 전의 필름 압출 과정에서, 복합무기물을 첨가하여 가교도와 물성을 향상시킨 것이다.
즉, 상기 단층필름은 제1필름원료 39.5~65wt%, 복합무기물 34~60wt%, 가소제 0.5~1.5wt%를 컴파운딩한 후, 펠렛타이져를 통해 펠렛을 제조하고,
제2필름원료 90~98wt%, 상기 펠렛 2~10wt%를 필름 성형 압출기에 투입하여 제조한 필름이다.
상기 제1필름원료 및 제2필름원료는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(PA), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 수지이다.
상기 제1필름원료의 사용량이 39.5wt% 미만인 경우에는 복합무기물의 함량이 높아 필름 성형에 어려움이 발생하고, 65wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 복합무기물의 사용량이 줄어들어 기계적 물성 저하우려가 있으므로, 상기 제1필름원료의 사용량은 39.5~65wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 복합무기물은 플라이애쉬, 탄산칼슘의 혼합으로 조성되는 것으로서, 더욱 구체적으로는 플라이애쉬(Fly ash) 35~55wt%와, 탄산칼슘 45~65wt%의 혼합으로 조성된 것을 사용한다.
상기 복합무기물은 상기 범위 내에서 플라이애쉬, 탄산칼슘을 혼합하여 조성함으로써, 복합무기물의 컴파운딩 성능이 가장 용이하게 발현될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 복합무기물의 사용량이 34wt% 미만인 경우에는 필름의 기계적 물성 향상을 기대하기 어렵고, 60wt%를 초과하게 되는 경우에는 필름의 기계적 물성이 현저하게 감소하는 문제가 있으므로, 상기 복합무기물의 사용량은 34~60wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 제시된 범위 내에서 복합무기물을 사용함으로써, 필름의 최적의 기계적 물성을 발현시킬 수 있다.
상기 복합무기물을 구성하는 플라이애쉬의 사용량이 35wt% 미만인 경우에는 탄산칼슘과의 혼합성이 감소하는 문제가 있고, 55wt%를 초과하게 되는 경우에도 혼합성에 문제가 있으므로, 상기 플라이애쉬의 사용량은 복합 무기물의 전체 양에 대해 35~55wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 탄산칼슘의 사용량이 45wt% 미만인 경우에는 플라이애쉬와의 혼합성에 문제가 있고, 65wt%를 초과하게 되는 경우에도 혼합성에 문제가 있으므로, 상기 탄산칼슘의 사용량은 복합 무기물의 전체 양에 대해 45~65wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 가소제는 다가 카르복실산 에스테르계 가소제, 프탈산 에스테르계 가소제, 인산 에스테르계 가소제, 다가 알코올 에스테르계 가소제 중 선택되는 에스테르계를 사용하며, 이때 사용량이 0.5wt% 미만인 경우에는 압출 작업성 및 혼합성에 문제가 있고, 1.5wt%를 초과하게 되는 경우에는 필름 물성에 영향을 미치므로, 상기 가소제의 사용량은 0.1~1.5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 제1필름원료, 복합무기물, 가소제를 컴파운딩 한 후, 펠렛타이져를 통해 펠렛을 제조한 다음,
상기 펠렛을 다시 제2필름원료와 함께 필름 성형 압출기에 투입함으로써 필름으로 성형된다.
이때 제2필름원료 90~98wt%, 상기 펠렛 2~10wt%를 각각 필름성형기에 일정한 속도로 투입하여 필름을 제조하게 된다.
상기 제2필름원료의 사용량이 90wt% 미만인 경우에는, 복합물 펠렛의 첨가량이 증가하게 되어, 필름의 물성 및 성형과정에서 펑크나 압출 작업에 어려운 문제가 발생하게 되고,
98wt%를 초과하게 되는 경우에는, 제2필름원료의 사용량이 증가하여 필름 성형에는 문제가 없으나, 복합물 펠렛의 함량 감소에 따른 최종 필름의 요구 물성에 미치지 못하는 문제가 발생하게 되므로, 상기 제2필름원료의 사용량은 90~98wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 펠렛의 사용량이 2wt% 미만인 경우에는 필름 물성 발현에 문제가 있고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 필름 성형 및 물성 발현에 문제가 있으므로, 상기 펠렛의 사용량은 2~10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 전자선 조사 대상인 복합필름의 구체적인 제조예를 살펴보면 다음의 실시예 1~10과 같다.
[
실시예
1~8]
폴리에틸렌(PE) 60wt%;
플라이애쉬(Fly ash) 50wt%와, 탄산칼슘 50wt%의 혼합으로 조성된 복합무기물 100wt% 중 38.5wt%;
다가 알코올 에스테르계 가소제 1.5wt%;를 컴파운딩한 후, 펠렛타이져를 통해 펠렛을 제조한다.
이때 플라이애쉬(Fly ash)와 탄산칼슘은 비중이 가벼워 날릴 수 있으므로, 필름 성형시 분배/분산성을 높이기 위하여, 플라이애쉬(Fly ash)와 탄산칼슘을 동시에 폴리에틸렌(PE)에 투입하여 컴파운딩 작업을 실시한다.
그리고 앞서 제조된 펠렛 5.5wt%;
폴리에틸렌(PE) 94.5wt%;를 필름성형 압출기에 투입한 후, 일정한 속도로 15분간 블랜딩 후, 필름을 성형한다.
이때 필름은 실린더 1: 180℃, 실린더 2: 180℃, 실린더 3: 180℃, 실린더 4: 180℃, 다이스 1~3: 215℃, 원동기 rpm: 65의 작업조건으로 상향식 필름 성형에 의해 제조된다.
본 발명에서는 상기 제시된 방법과 동일한 방법으로서, PET, EVOH 필름을 제조한다. 단, 온도조건은 재료마다 차이가 있으므로, 재료에 맞는 온도조건을 설정하여 필름을 제조한다.
AL 증착 PET의 경우에는, 상기 과정을 거쳐 제조된 PET 필름 표면으로 AL을 0.5micron 이하의 두께로 증착하는 과정을 더 거쳐 제조된다.
이와 같은 과정을 거쳐 제조된 단독필름 들은 접착제를 이용하여 dry lamination 방법으로 합지되어 복합필름을 이루게 된다.
상기 복합필름의 구체적인 예로는 AL-증착PET+PET+PE과 AL-증착PET+PE/EVOH/PE가 있다.
본 실시예에서는 상기 AL-증착PET+PET+PE과 AL-증착PET+PE/EVOH/PE의 복합필름에 전자선을 조사하여 본 발명에 따른 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름을 완성한다.
상기 전자선 조사는 규격화된 전자선량 및 속도 범위 내에서 이루어지며, 이와 같은 전자선에 복합필름을 노출함으로써, 복합필름의 기계적 물성과 내열성을 높이게 된다. 더욱 상세하게는 전류조건 14.2~18.1mA, 속도조건 5~10m/min의 범위 내에서 전자선 조사가 이루어진다.
상기 전류조건과 속도조건 미만인 경우 전자선의 선량이 약하여 요구 물성 미만의 필름이 제조되는 문제가 있고,
상기 전류조건과 속도조건을 초과하게 되는 경우에는 오히려 물성 감소현상이 발생하게 되므로, 상기 제시된 조건 범위 내에서 전자선 조사가 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 복합필름은 도 1에 도시된 바와 같이, 복합필름 공급롤(10)로부터 공급되는 복합필름(100)은 전자선 조사라인을 통과하여 복합필름 권취롤(20)로 권취된다.
전자선 조사는 상기 전자선 조사라인을 통과하면서 이루어지며, 전자선 가속기(200)로부터 발생하는 전자선이 복합필름(100)에 조사된다.
상기 전자선의 전류 및 속도에 대한 구체적인 예는 다음의 표 1에 제시한 바와 같다. 즉 상기 표 1의 조건으로 복합필름에 전자선을 조사하여 가교작업을 실시하였다.
상기 표 1에 제시한 전자선 조사 조건은 AL-증착PET+PET+PE의 복합필름(Type 1)을 이용한 전자선 조사(실시예 1~4)와 AL-증착PET+PE/EVOH/PE의 복합필름(Type 2)을 이용한 전자선 조사(실시예 5~8)에 대한 것으로서, 2종류의 복합필름에 대해 동일하게 적용되는 4가지 전자선 조사 조건을 제시한 것이다.
| 실시예 1,5 | 실시예 2,6 | 실시예 3,7 | 실시예 4,8 | |
| 전류 조건(mA) | 14.2 | 14.2 | 18.1 | 18.1 |
| 속도 조건(m/min) | 5 | 10 | 5 | 10 |
상기 표 1의 전자선 조사 조건으로 전자선을 조사하여 완성한 2종류(Type 1, 2)의 복합필름(실시예 1~8)에 대해, 기계적 물성(KS M ISO527-1) 및 투습컵(KS A 1013)을 이용한 수분배리어성을 측정하였으며, 그 결과는 표 2 및 표 3에 나타내었다.
| Type 1 | 시험예 1 | 시험예 2 | 시험예 3 | 시험예 4 |
| 인장강도 (gf/㎟) |
8,120 |
8,950 |
9,115 |
9,580 |
| 신율(%), MD | 289 | 214 | 197 | 154 |
| 투습도 (g/㎥. day) |
2.1 | 1.8 | 1.2 | 0.8 |
| Type 2 | 시험예 5 | 시험예 6 | 시험예 7 | 시험예 8 |
| 인장강도 (gf/㎟) |
6,540 | 7,890 | 8,130 | 8,540 |
| 신율(%), MD | 320 | 290 | 254 | 209 |
| 투습도 (g/㎥. day) |
1.3 | 1.0 | 0.8 | 0.6 |
다층 합지된 필름 al-증착 PET+PET+PE, al-증착 PET+PE/EVOH/PE 타입 2종(Type 1, 2)에 대한 전자선 조사 가교를 실시하여 테스트한 결과, 상기 표 2 및 표 3을 통해 확인되는 바와 같이 기계적 물성 및 수분 배리어성이 향상되었다.
그리고 복합 무기물을 첨가하지 않은 필름에 비해 인장강도 및 투습도가 향상됨을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되는 단층필름; 또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름을 선택하여 다층으로 합지(lamination)한 복합 필름 표면으로 전자선을 조사하여 가교를 실시함으로써, 가스 배리어성 및 내열성을 더욱 향상시킨 필름을 제공할 수 있으며, 또한 이와 같은 전자선 가교 방식을 통해, 기존 사용에 한계가 있던 종래 필름의 층 구성을 줄임으로써 사용한계를 해소할 수 있다는 점에 있어 산업상 이용가능성이 매우 크다.
10: 복합필름 공급롤
20: 복합필름 권취롤
100: 복합필름
200: 전자선 가속기
20: 복합필름 권취롤
100: 복합필름
200: 전자선 가속기
Claims (5)
- 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름, 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 필름, 미연신 폴리프로필렌(CPP) 필름, 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름 중 선택되어 단층필름을 이루되, 플라이애쉬와 탄산칼슘을 포함하는 복합무기물을 첨가하여 이루어진 단층필름;
또는 이들 단층필름 표면에 산화물을 증착시킨 증착필름; 중에서 선택되는 어느 2종 이상의 필름을 합지한 복합필름에 전자선을 조사하여 배리어성을 향상시키는 것에 있어서,
상기 전자선 조사는 3.1~24.3mA의 전류, 5~10m/min의 속도 조건에서 전자선을 조사하여 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 것임을 특징으로 하는, 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
복합 무기물은 플라이애쉬(Fly ash) 35~55wt%와, 탄산칼슘 45~65wt%의 혼합으로 조성된 것임을 특징으로 하는 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름.
- 청구항 1에 있어서,
단층필름은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(PA), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 수지인 제1필름원료 39.5~65wt%; 플라이애쉬(Fly ash) 35~55wt%와, 탄산칼슘 45~65wt%의 혼합으로 조성된 100wt%의 복합무기물 34~60wt%; 가소제 0.5~1.5wt%;를 컴파운딩 한 후, 펠렛타이져를 통해 펠렛을 제조하고,
고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(PA), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 수지인 제2필름원료 90~98wt%; 상기 펠렛 2~10wt%;를 필름 성형 압출기에 투입하여 제조한 필름임을 특징으로 하는 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160013263A KR101743966B1 (ko) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160013263A KR101743966B1 (ko) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101743966B1 true KR101743966B1 (ko) | 2017-06-08 |
Family
ID=59221253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160013263A Active KR101743966B1 (ko) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101743966B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101856870B1 (ko) * | 2016-11-08 | 2018-06-19 | 연세대학교 산학협력단 | 접착력이 개선된 고분자 복합체 및 그 제조 방법 |
| CN114437639A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-06 | 上海春宜药品包装材料有限公司 | 一种复合pet/pe薄膜及制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003175576A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-24 | Japan Polyolefins Co Ltd | 包装材料およびその製造方法 |
| JP2012076287A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリア性フィルム積層体、及び包装袋 |
-
2016
- 2016-02-03 KR KR1020160013263A patent/KR101743966B1/ko active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003175576A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-24 | Japan Polyolefins Co Ltd | 包装材料およびその製造方法 |
| JP2012076287A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリア性フィルム積層体、及び包装袋 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101856870B1 (ko) * | 2016-11-08 | 2018-06-19 | 연세대학교 산학협력단 | 접착력이 개선된 고분자 복합체 및 그 제조 방법 |
| CN114437639A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-06 | 上海春宜药品包装材料有限公司 | 一种复合pet/pe薄膜及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101170703B1 (ko) | 탄산칼슘 장벽 필름 및 그 용도 | |
| KR102269358B1 (ko) | 향상된 내열성, 침투차단성 및 차광성을 갖는 생분해성 연질 다층 식품포장재 및 그의 제조 방법 | |
| EP3486275A1 (en) | Sealant film and method for producing same | |
| US8419999B2 (en) | Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and multilayer structure | |
| WO2012081756A1 (ko) | 7층 구조의 공압출 항균 진공포장 필름 및 그 제조방법 | |
| KR101743966B1 (ko) | 전자선 조사를 통해 배리어성과 기계적 물성을 향상시킨 고기능성 복합필름 | |
| JPS6011342A (ja) | 耐熱性積層体及びその製造方法 | |
| CN111234279B (zh) | 一种水汽阻隔性生物降解聚合物薄膜及其制备与应用 | |
| EP2554373B1 (en) | Multilayer structure and method for producing same | |
| JP2003305817A (ja) | 多層フィルムまたはシート | |
| CN114013148A (zh) | 一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法 | |
| CN107618245A (zh) | 一种复合薄膜及其制备方法 | |
| JP4939394B2 (ja) | 良好な滑り特性及び帯電防止性を有するｐｌａフィルム | |
| EP4427938A1 (en) | Multi-layer barrier film, method for producing same, and packaging material including same | |
| CN111875947A (zh) | 一种改性聚酮树脂及其制备方法、尼龙复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| US10544248B2 (en) | Crosslinkable resin composition, crosslinked product, and method for producing thereof, and multilayered structure | |
| Santana et al. | Synergistic effect of e-beam irradiation and graphene oxide incorporation on thermal, mechanical, and barrier properties of poly (ethylene-co-vinyl alcohol) film | |
| CN108431120B (zh) | 包含乙烯-乙烯醇共聚物的树脂组合物、层叠体和成形品 | |
| Choklob et al. | PLA blend/RHA permeable composite films for fruit packaging | |
| JP3841943B2 (ja) | 樹脂組成物の製造法 | |
| KR102681082B1 (ko) | 다층 배리어 필름 및 이를 포함하는 포장재료 | |
| KR102670616B1 (ko) | 다층 배리어 필름 및 이를 포함하는 포장재료 | |
| KR101784286B1 (ko) | 가스 배리어성 수지 조성물 및 그를 이용한 가스 배리어성 필름 | |
| KR102220356B1 (ko) | 싱글 항균 수축필름 | |
| EP4427937A1 (en) | Multilayered biodegradable barrier film, manufacturing method therefor, and eco-friendly packaging material comprising same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20160203 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20170206 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20170526 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20170531 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20170531 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200331 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210331 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220421 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230322 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240327 Start annual number: 8 End annual number: 8 |