KR101749853B1 - 용이 박리성 적층 필름 및 그것으로 이루어지는 포장체 - Google Patents
용이 박리성 적층 필름 및 그것으로 이루어지는 포장체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 과제는, 열융착 온도를 높게 하더라도 용이 박리성을 갖고, 또한 실온보다 높은 온도에서도, 외부로부터의 압력(외압)이나 내부로부터의 압력(내압)에도 견딜 수 있는 봉함 강도를 갖는 용이 박리성 적층 필름 및 당해 용이 박리성 적층 필름을 이용하여 이루어지는 포장체를 개발하는 것에 있다.
본 발명은, 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 라미네이트층, 에틸렌계 중합체(B)를 포함하는 중간층, 및 프로필렌 중합체(C1) 71∼97중량%, 밀도 0.930∼0.945g/cm3의 중밀도 폴리에틸렌(C2) 3∼21중량% 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3) 0∼8중량%〔단, (C1)+(C2)+(C3)=100중량%로 한다〕를 포함하는 올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름에 관한 것이다.
본 발명은, 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 라미네이트층, 에틸렌계 중합체(B)를 포함하는 중간층, 및 프로필렌 중합체(C1) 71∼97중량%, 밀도 0.930∼0.945g/cm3의 중밀도 폴리에틸렌(C2) 3∼21중량% 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3) 0∼8중량%〔단, (C1)+(C2)+(C3)=100중량%로 한다〕를 포함하는 올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 용이 박리성 및 봉함(封緘)성이 우수한 용이 박리성 적층 필름, 및 이러한 용이 박리성 적층 필름을 이용한 포장체에 관한 것이다.
전병, 감자칩 등의 스낵 과자 포장, 또는 과육 젤리 등 각종 젤리류, 우유, 요거트, 푸딩, 두부, 백미 등 무균 백반류, 적반이나 오목밥(五目飯) 등의 레토르트 백반류, 유산 음료 등의 각종 식품 포장이나, 블리스터(blister) 포장, 의약품, 의료용 기구 등의 포장, 기타 일용품이나 잡화 등의 포장으로서 병, 컵 내지 트레이 형상의 폴리프로필렌 또는 폴리스타이렌 등의 플라스틱 용기를 플라스틱 라미네이트 필름 내지 알루미늄박 라미네이트 필름으로 이루어지는 캡재로 시일한 포장이 널리 채용되고 있다. 이와 같은 포장에 요구되는 것은, 유통 경로에 견디는 기계적인 강도, 위생성을 유지할 수 있는 시일 강도 및 사용 시에 있어서의 개봉성의 좋음이다.
이러한 용이 개봉성(용이 박리성)을 갖는 필름으로서, 예컨대, 용이 박리층이 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합물층과 고밀도 폴리에틸렌 수지층으로 이루어지는 용이 개봉성 포장체(특허문헌 1: 일본 특허공고 평5-64593호 공보), 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합 수지로 이루어지는 접착제층(용이 박리층)과 지지층(라미네이트층)으로 이루어지는 폴리프로필렌 용기의 캡재 실런트(sealant) 필름(특허문헌 2: 일본 특허공고 평5-6513호 공보) 등, 다수 제안되어 있다. 그러나, 단순히 폴리프로필렌계 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합물층을 열융착층으로 한 필름은 아직 밀봉성과 용이 개봉성의 밸런스의 점에서 반드시 만족할 수 있는 것은 아니다.
또한, 이러한 문제점을 개량하는 방법으로서 프로필렌계 중합체와 에틸렌계 중합체에 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체를 첨가한 올레핀 중합체 조성물로 이루어지는 용이 개봉성 시일 재료가 제안되어 있지만(특허문헌 3: 일본 특허 제2505031호 공보), 열융착 온도를 높게 하면, 폴리프로필렌 시트와 폴리올레핀 조성물층이 완전히 융착되어 용이 개봉성이 손상되는 경우가 있다.
본 발명자들은, 이러한 결점을 개량하는 방법으로서, 프로필렌계 중합체와 에틸렌계 중합체에 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체를 첨가한 폴리올레핀 조성물로 이루어지는 열융착층에 에틸렌계 중합체로 이루어지는 라미네이트층을 적층하는 것(특허문헌 4: 일본 특허공개 2004-42450호 공보)을 제안하여, 열융착 온도가 높아지더라도 용이 박리성이 우수한 용이 박리성 적층 필름이 얻어진다는 것을 발견했다.
그러나, 아직 용도에 따라서는, 더한층의 개량이 요구되고 있다.
본 발명의 과제는, 열융착 온도를 높게 하더라도 용이 박리성을 갖고, 또한 실온보다 높은 온도에서도, 외부로부터의 압력(외압)이나 내부로부터의 압력(내압)에도 견딜 수 있는 봉함 강도를 갖는 용이 박리성 적층 필름 및 당해 용이 박리성 적층 필름을 이용하여 이루어지는 포장체를 개발하는 것에 있다.
본 발명은, 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 표면 라미네이트층(이하 「라미네이트층」이라고 하는 경우가 있음), 에틸렌계 중합체(B)를 포함하는 중간 라미네이트층(이하 「중간층」이라고 하는 경우가 있음), 및 프로필렌 중합체(C1) 71∼97중량%, 밀도 0.920∼0.940g/cm3의 중밀도 폴리에틸렌(C2) 3∼21중량%, 바람직하게는 3∼20중량%, 더 바람직하게는 6.0∼17.3중량%, 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3) 0∼8중량%〔단, (C1)+(C2)+(C3)=100중량%로 한다〕를 포함하는 올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름, 및 당해 용이 박리성 적층 필름을 이용하여 이루어지는 포장체에 관한 것이다.
본 발명의 용이 박리성 적층 필름은, 그 자체로 내블로킹성, 위생성, 제막 가공성, 라미네이트 가공성이 우수하고, 더욱이 용이 박리성 적층 필름을 다른 부재 또는 용이 박리성 적층 필름에 설치된 열시일층인 프로필렌계 중합체층과 열융착한 경우에는, 폭넓은 온도 영역에서 안정된 히트 시일 강도(박리 강도)를 가져, 박리 시(개봉 시)에는 용이하게 박리할 수 있고, 더욱이 실온보다 높은 온도에서도, 강한 봉함 강도(내압 강도)를 갖고 있다.
<선상 저밀도 폴리에틸렌(A)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 라미네이트층을 구성하는 성분인 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)은, 통상, 선상 저밀도 폴리에틸렌, L-LDPE 등의 명칭으로 제조·판매되고 있는 에틸렌·α-올레핀 랜덤 공중합체이며, 통상, 밀도가 0.905∼0.930g/cm3 미만, 바람직하게는 0.910∼0.928g/cm3의 범위에 있다.
본 발명에 따른 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)에 있어서, 에틸렌과 공중합되는 α-올레핀은, 통상, 탄소수가 4 이상인 α-올레핀이며, 바람직하게는 1-뷰텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐이다.
본 발명에 따른 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)은, 필름 형성능이 있는 한, MFR은 특별히 한정은 되지 않지만, 통상, MFR(ASTM D1238 하중 2160g, 온도 190℃)이 1∼30g/10분, 바람직하게는 1∼10g/10분의 범위에 있다.
본 발명에 따른 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)은, 분자량 분포(중량 평균 분자량: Mw와 수 평균 분자량: Mn의 비: Mw/Mn으로 표시)가 1.5∼4.0인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.8∼3.5의 범위에 있다. 이 Mw/Mn은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해서 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)은, 시차 주사 열량계(DSC)의 승온 속도 10℃/분으로 측정한 흡열 곡선으로부터 구한 뾰족한 피크가 1개 내지 복수 개 있으며, 해당 피크의 최고 온도, 즉 융점이 70∼130℃인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 80∼120℃의 범위에 있다.
본 발명에 따른 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)은, 싱글사이트 촉매를 이용한 종래 공지된 제조법에 의해 조제할 수 있다. 예컨대 선상 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE)은, 전이 금속의 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매를 이용하여 조제할 수 있다. 이 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매는, (a) 전이 금속의 메탈로센 화합물과, (b) 유기 알루미늄 옥시 화합물과, (c) 담체로 형성되는 것이 바람직하고, 추가로 필요에 따라, 이들 성분과 (d) 유기 알루미늄 화합물 및/또는 유기 붕소 화합물로 형성시키고 있어도 된다.
한편, 이와 같은 메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매, 및 촉매를 이용한 선상 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE)의 조제 방법은, 예컨대 일본 특허공개 평8-269270호 공보에 기재되어 있다.
본 발명에 관계되는 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)에는, 다른 에틸렌계 중합체를 비롯하여, 다른 폴리머와 함께 이용되는 경우가 있고, 그 경우, 다른 폴리머는, 일반적으로는, 라미네이트층을 구성하는 폴리머 성분의 50중량% 미만이며, 그 중에서도 30중량% 이하, 더 바람직하게는 20중량% 이하이다.
본 발명에 관계되는 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위로, 통상 올레핀 중합체에 첨가되는 여러 가지 공지된 첨가제, 예컨대 산화 방지제, 내후 안정제, 대전 방지제, 방담제, 안티블로킹제, 슬립제(활제) 등을 필요에 따라 배합할 수 있다.
<에틸렌계 중합체(B)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 중간층(라미네이트층과 열융착층 사이의 층)을 구성하는 에틸렌계 중합체(B)는, 밀도가 0.905∼0.970g/cm3인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.920∼0.960g/cm3이며, MFR(ASTM D1238 하중 2160g, 온도 190℃)이 1∼30g/10분인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1∼10g/10분의 에틸렌의 단독중합체, 또는 에틸렌과 소량의 탄소수가 3∼10인 α-올레핀, 예컨대 프로필렌, 뷰텐-1, 헵텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 4-메틸-펜텐-1의 랜덤 공중합체로, 이른바, 이하에 예시되는 바와 같이 불리워지고 있는 에틸렌을 주체로 한 중합체이다.
고압법 저밀도 폴리에틸렌(HP-LDPE)〔통상, 밀도가 0.905g/cm3 이상∼0.930g/cm3 미만의 범위〕,
선상 저밀도 폴리에틸렌(직쇄상 저밀도 폴리에틸렌이라고도 함)(L-LDPE)〔통상, 밀도가 0.905g/cm3 이상∼0.930g/cm3 미만의 범위〕,
중밀도 폴리에틸렌(MDPE)〔통상, 밀도가 0.930g/cm3 이상∼0.945g/cm3 이하의 범위〕,
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)〔통상, 밀도가 0.945g/cm3 초과∼0.970g/cm3 이하의 범위〕
이들 에틸렌계 중합체(B)는 단일의 중합체여도, 2종 이상의 에틸렌계 중합체의 조성물(혼합물)이어도 된다. 이들은 에틸렌 중합체 조성물로서 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 중간층을 구성하는 폴리머의 50중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상, 더 바람직하게는 71중량% 이상이 중밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌인 것이 바람직하다.
또한, 에틸렌계 중합체(B)에는, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 외에, 다른 폴리머와 함께 이용되는 경우가 있고, 상기의 선상 저밀도 폴리에틸렌(A) 등의 다른 에틸렌계 중합체를 포함하는 경우도 있다. 그 경우, 다른 폴리머는, 일반적으로는, 중간층을 구성하는 폴리머의 50중량% 미만이며, 바람직하게는 30중량% 이하, 더 바람직하게는 20중량% 이하이다.
그 중에서도, 에틸렌계 중합체(B)로서 고밀도 폴리에틸렌(HDPE: B1)과 고압법 저밀도 폴리에틸렌(HP-LDPE: B2)으로 이루어지는 조성물은, 제막성이 우수하고, 또한 얻어지는 용이 박리성 적층 필름의 열융착층과 다른 부재 또는 용이 박리성 적층 필름에 설치된 열시일층인 프로필렌계 중합체층을 열융착(히트 시일)한 경우, 용이 개봉성이 안정되게 얻어지는 히트 시일 온도의 온도폭이 넓다는 특징을 갖고 있다.
본 발명에 따른 에틸렌계 중합체(B)로서 고밀도 폴리에틸렌(HDPE: B1)과 고압법 저밀도 폴리에틸렌(HP-LDPE: B2)으로 이루어지는 조성물을 이용하는 경우에는, 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(B1)이 95∼70중량%, 보다 바람직하게는 90∼80중량%, 고압법 저밀도 폴리에틸렌(B2)이 30∼5중량%, 보다 바람직하게는 20∼10중량%의 범위〔단, (B1)+(B2)=100중량%로 한다〕에 있다.
본 발명에 관계되는 에틸렌계 중합체(B)에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위로, 통상 올레핀 중합체에 첨가되는 여러 가지 공지된 첨가제, 예컨대 산화 방지제, 내후 안정제, 대전 방지제, 방담제, 안티블로킹제, 슬립제(활제) 등을 필요에 따라 배합할 수 있다.
<프로필렌 중합체(C1)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)의 구성 성분인 프로필렌 중합체(C1)는, 일반적으로 폴리프로필렌의 명칭으로 제조·판매되고 있는 수지이고, 통상, 밀도가 0.890∼0.930g/cm3, MFR(ASTM D1238 하중 2160g, 온도 230℃)이 0.1∼100g/10분, 바람직하게는 0.5∼70g/10분인 프로필렌의 단독중합체 또는 프로필렌과 다른 소량의 α-올레핀, 예컨대 에틸렌, 1-뷰텐, 1-헥센 등의 1종 이상의 α-올레핀의 랜덤 또는 블록 공중합체이며, 특히 랜덤 공중합체가 적합하다. 프로필렌·α-올레핀 랜덤 공중합체로서는, 통상, 에틸렌 또는 다른 α-올레핀의 함량이 0.5∼20몰%, 바람직하게는 1∼10몰%에 있다.
본 발명에 따른 프로필렌 중합체(C1)로서는, 융점이 100∼155℃의 범위, 바람직하게는 110∼145℃의 범위에 있는 프로필렌·α-올레핀 랜덤 공중합체가, 특히 용이 박리성 및 봉함 강도가 우수하므로 바람직하다.
<중밀도 폴리에틸렌(C2)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)의 구성 성분인 중밀도 폴리에틸렌(C2)은, 밀도가 0.930∼0.945g/cm3, 바람직하게는 0.932∼0.940g/cm3의 범위에 있는 에틸렌과 탄소수 4 이상의 α-올레핀의 랜덤 공중합체이다.
본 발명에 따른 중밀도 폴리에틸렌(C2)은, 상기 프로필렌 중합체(C1)와 혼합하여 필름 형성능이 있는 한, MFR은 특별히 한정은 되지 않지만, 통상, MFR(ASTM D1238 하중 2160g, 온도 190℃)이 1∼30g/10분, 바람직하게는 1∼10g/10분의 범위에 있다.
본 발명에 따른 중밀도 폴리에틸렌(C2)은, 선상 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE) 또는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)의 명칭으로 제조·판매되고 있다.
<에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)의 구성 성분인 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)는, 에틸렌과 α,β-불포화 카복실산의 공중합체이고, α,β-불포화 카복실산의 일부 또는 전부가 금속염으로 되어 있어도 된다. 또한, α,β-불포화 카복실산 외에, α,β-불포화 카복실산 에스터나 카복실산 바이닐 에스터를 공중합 성분으로서 포함하고 있어도 된다.
이러한 α,β-불포화 카복실산으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 말레산 모노메틸 등을 예시할 수 있다. 또한, α,β-불포화 카복실산 에스터로서는, 아크릴산, 또는 메타크릴산의 탄소수 1∼8의 알킬 에스터, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, n-뷰틸, 아이소뷰틸, 2-에틸헥실 등의 에스터를 예시할 수 있다. 또한, 카복실산 바이닐 에스터로서는, 아세트산 바이닐 에스터를 대표예로서 나타낼 수 있다.
금속염으로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘 등의 1가 금속 이온, 아연, 구리, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 2가 금속 이온, 철 등의 3가 금속 이온 등의 염을 사용할 수 있다.
<올레핀 중합체 조성물(C)>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)은, 상기 프로필렌 중합체(C1)가 71∼97중량%, 바람직하게는 77∼93중량%, 상기 중밀도 폴리에틸렌(C2)이 3∼21중량%, 바람직하게는 3∼20중량%, 더 바람직하게는 6.0∼17.3중량%, 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)가 0∼8중량%, 바람직하게는 1∼5.7중량%〔단, (C1)+(C2)+(C3)=100중량%로 한다〕로 구성된다.
프로필렌 중합체(C1)의 양이 71중량% 미만인 조성물을 이용한 경우에는, 광범위한 온도역에서 적절한 히트 시일 강도(박리 강도)를 나타내지 않고, 또한 봉함 강도가 낮아질 우려가 있다. 한편, 97중량%를 초과하는 조성물을 이용한 경우에는, 봉함 강도가 낮아질 우려가 있다.
중밀도 폴리에틸렌(C2)의 양이 3중량% 미만인 조성물을 이용한 경우에는, 봉함 강도가 약해질 우려가 있고, 한편 20중량%를 초과하는 조성물을 이용한 경우에는, 히트 시일 강도(박리 강도)가 강해지고, 봉함 강도도 약해질 우려가 있다.
에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)의 양이 8중량%를 초과하는 조성물을 이용한 경우에는, 히트 시일 강도(박리 강도)가 강한 편이 되고, 봉함 강도가 낮아질 우려가 있다.
열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)이 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(D)를 포함하는 경우에는, 열융착층을 박리할 때에, 열융착층의 실 모양의 늘어짐이 적은 응집 박리를 일으키게 된다.
본 발명에 관계되는 상기 프로필렌 중합체(C1), 중밀도 폴리에틸렌(C2) 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3), 또는 올레핀 중합체 조성물(C)에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위로, 통상 올레핀 중합체에 첨가되는 여러 가지 공지된 첨가제, 예컨대 산화 방지제, 내후 안정제, 대전 방지제, 방담제, 안티블로킹제, 슬립제(활제) 등을 필요에 따라 배합할 수 있다.
<용이 박리성 적층 필름>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름은, 상기 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 라미네이트층, 상기 에틸렌계 중합체(B)를 포함하는 중간층, 및 상기 올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층으로 이루어진다.
본 발명의 열융착성 적층 필름의 상기 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 라미네이트층은, 후술의 기재층(F)과 접합할 때의 접착 강도를 개량하기 위해서, 그의 표면을 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 언더코팅 처리, 프라이머 코팅 처리 등의 표면 활성화 처리를 행해 두어도 된다.
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 구체적인 구성으로서는, 이하를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 경우는 없다. 한편, 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 고압법 저밀도 폴리에틸렌(HP-LDPE), 선상 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE)이다.
(열융착층) 올레핀 중합체 조성물
(중간층) HDPE
(라미네이트층) L-LDPE
(열융착층) 올레핀 중합체 조성물
(중간층) HDPE + HP-LDPE
(라미네이트층) L-LDPE
(열융착층) 올레핀 중합체 조성물
(중간층) HDPE + MDPE
(라미네이트층) L-LDPE
(열융착층) 올레핀 중합체 조성물
(중간층) MDPE
(라미네이트층) L-LDPE 등
일반적으로 히트 시일 강도는 필름 총 두께나 열융착층의 두께가 두꺼워질수록 커진다는 것이 알려져 있지만, 본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 두께는 용도에 따라 적절히 정할 수 있다.
본 발명의 용이 박리성 적층 필름은, 통상, 라미네이트층의 두께는 2∼20μm, 바람직하게는 2∼10μm, 중간층의 두께는 16∼96μm, 바람직하게는 16∼56μm, 열융착층의 두께가 2∼20μm, 바람직하게는 2∼10μm의 범위에 있고, 전체의 두께는 20∼100μm, 바람직하게는 20∼60μm의 범위에 있다.
<용이 박리성 적층 필름의 제조 방법>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름은 여러 가지 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 3개 이상의 압출기를 구비한 다층 필름 성형기에, 2개의 압출기에 라미네이트층을 구성하는 선상 저밀도 폴리에틸렌(A), 및 중간층을 구성하는 에틸렌계 중합체(B)를 각각 투입하고,
다른 압출기에 열융착층을 구성하는 올레핀 중합체 조성물(C)의 성분인 프로필렌 중합체(C1), 중밀도 폴리에틸렌(C2) 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)를 소정의 양으로 혼합한 후, 직접 필름 성형기에 투입하여 T-다이, 환상 다이 등을 이용해 2층 이상의 적층 필름으로 하는 방법, 미리 프로필렌 중합체(C1), 중밀도 폴리에틸렌(C2) 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)를 소정의 양으로 혼합하고 압출기 등으로 용융 혼련하여 올레핀 중합체 조성물(C)을 얻은 후, T-다이, 환상 다이 등을 이용해 3층 이상의 적층 필름으로 하는 방법을 예시할 수 있다.
<기재층(F)>
본 발명의 열융착성 적층 필름의 라미네이트층과 적층되는 기재층(F)은, 열가소성 수지로 이루어지는 시트상 또는 필름상의 것, 종이, 알루미늄박 등으로 이루어진다. 열가소성 수지로서는, 여러 가지 공지된 열가소성 수지, 예컨대, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리4-메틸·1-펜텐, 폴리뷰텐 등), 폴리에스터(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등), 폴리아마이드(나일론-6, 나일론-66, 폴리메타자일렌 아디프아마이드 등), 폴리염화바이닐, 폴리이미드, 에틸렌·아세트산 바이닐 공중합체 또는 그의 비누화물, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 아이오노머, 또는 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아마이드 등, 연신성, 투명성이 양호한 열가소성 수지가 바람직하다. 또한, 이러한 열가소성 수지 필름으로 이루어지는 기재는 무연신 필름이어도, 연신 필름이어도 되고, 1종 또는 2종 이상의 공압출품, 압출 라미네이트품, 드라이 라미네이트품 등의 적층체여도 된다.
또한, 기재층(F)의 편면 또는 양면을, 용이 박리성 적층 필름의 라미네이트층과의 접착성을 개량하기 위해서, 예컨대 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 언더코팅 처리, 프라이머 코팅 처리 등의 표면 활성화 처리를 행해 두어도 된다. 기재층(F)의 두께는 통상 5∼1000μm, 바람직하게는 9∼100μm의 범위에 있다.
<열시일층>
본 발명의 용이 박리성 적층 필름의 열융착층과 마주하는, 다른 부재 또는 용이 박리성 적층 필름에 설치된 프로필렌계 중합체층으로 이루어지는 열시일층을 구성하는 프로필렌계 중합체는, 상기 프로필렌 중합체(C1)와 동일한 범주의 중합체이지만, 개개의 물성은 동일해도 상이해도 된다. 이러한 다른 부재의 열시일층은, 피포장 재료에 맞추어 프로필렌계 중합체를 공지된 방법으로 필름, 시트, 트레이, 컵, 병 등의 여러 가지의 형상으로 할 수 있다. 또한 다른 부재가 필름 또는 시트인 경우에는, 상기 열융착 필름과 마찬가지인 방법으로 제조할 수 있다. 트레이 또는 컵인 경우에는, 일단 상기 방법으로 시트를 제조한 후, 진공 성형, 압공 성형 등의 열 성형에 의해 트레이, 컵 등의 용기로 하는 것에 의해 제조할 수 있다. 또한, 컵 또는 병인 경우에는 사출 성형, 사출 중공 성형(인젝션 블로우), 중공 성형 등에 의해 용기로서 성형할 수 있다. 또 용도에 따라서는 종이 등의 상기 기재층에 프로필렌계 중합체를 압출 라미네이트 또는 압출 코팅, 드라이 라미네이트 등에 의해 적층해도 된다.
<포장체>
본 발명의 포장체는 캡재를 비롯하여 여러 가지의 포장의 용도에 이용된다.
<캡재>
본 발명의 캡재는 상기 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 최내층으로 해서 이루어진다. 캡재로 하는 경우에는, 통상 상기 열융착 필름에 기재층으로서 예시되는 상기 여러 가지의 재료가 적층된다.
본 발명의 포장체는, 마주하는 면이, 상기 용이 박리성 적층 필름의 열융착층과, 프로필렌계 중합체층으로 이루어지는 열시일층을 구비한 포장체이다. 본 발명의 포장체의 형상은 피포장 재료의 형상, 형태 또는 용도에 따라 여러 가지의 형상을 취할 수 있다.
예컨대, 플렉시블한 유연 포장체로서는, 용이 박리성 적층 필름과 프로필렌계 중합체층으로 이루어지는 열시일층을 구비한 필름으로 이루어지는 삼방 시일 백(bag)에 피포장 재료를 충전한 후, 입구부를 히트 시일하여 이루어지는 사방 시일 포장체, 다른 부재인 프로필렌계 중합체층으로 이루어지는 열시일층을 구비한 시트, 트레이, 컵, 병 등에 피포장 재료를 충전한 후, 용이 박리성 적층 필름의 열융착층을 최내층으로 해서 이루어지는 캡재(시일재)로 상면을 시일하여 이루어지는 포장체 등을 들 수 있다.
실시예
다음으로 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 취지를 벗어나지 않는 한 이들 실시예에 제약되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예 및 비교예에서 얻은 열융착성 적층 필름의 물성은 이하의 방법으로 측정했다.
(1) 용이 박리성의 평가:
용이 박리성을 평가하기 위해서, 두께 12μm의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)에, 상기 각 실시예, 비교예에서 얻어진 필름의 코로나 처리를 실시한 면에 우레탄계 접착제를 이용하여 드라이 라미네이션에 의해 적층해서 적층 필름을 준비하고, 열시일층으로서 두께 300μm의 폴리프로필렌 시트를 준비했다.
이어서, 각 적층 필름의 열융착층과 폴리프로필렌 시트를 중첩하고, 표 1에 기재된 소정의 온도에서, 폭 5mm의 시일 바를 이용하여, 0.2MPa의 압력으로 1초간 시일한 후 방냉했다. 그 후 히트 시일한 시험편을 고온 고압 살균 장치(레토르트 처리 장치)를 이용하여, 115℃에서 30분간 처리한 후, 시험편을 냉각했다. 그로부터 15mm 폭의 시험편을 잘라내고 크로스헤드 속도 500mm/분으로 히트 시일부를 박리하여, 그 강도를 히트 시일 강도(N/15mm)로 했다.
용이 박리성의 평가는 히트 시일 강도 이외에 박리 상태를 확인해서 행하여, 응집 박리 경향이 있는 층간 박리이고 실 모양의 늘어짐이나 막 형상으로 지저분하게 벗겨짐이 없는 것을 ○로 했다.
(2) 실용적인 과육 젤리와 마찬가지로 간이적으로 봉함 강도의 평가:
용이 박리성을 평가하기 위해서 작성한 라미네이트품을 캡재로 해서, 시판되고 있는 과육 젤리 등에 이용되고 있는 PP계의 배리어 용기(PP/접착층/EVOH/접착층/PP)를 사용하여 평가했다. 내용물은 시판되고 있는 과육 젤리의 내용물을 60℃로 가온해 녹여서 용기에 옮기고, 작성한 라미네이트품을 캡재로 해서 간이적인 컵 실러(sealer)를 이용하여, 온도 185℃, 시간 1.0초×1회, 실압 1600N/컵의 압력으로 히트 시일했다. 히트 시일한 직후에 내용물이 60℃ 정도로 유지되어 있는 상태의 캡재의 상면에 점착 테이프 부착 고무 시트편을 붙이고, 이 시트 면으로부터 침(針)을 찔러넣어, 상온 하에서 주식회사 선과학사제의 봉함 강도 측정기를 이용하여(JIS-Z0238 준거) 봉함 강도(MPa)를 측정했다.
(3) 종합 평가:
종합적인 평가로서, 히트 시일 강도가 12N/15mm를 초과하지 않는 것이면서 봉함 강도가 0.45MPa을 초과하는 것을 ○, 히트 시일 강도가 12N/15mm 이상 또는 봉함 강도가 0.45MPa 이하인 것을 △로 했다.
본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용한 중합체를 이하에 나타낸다.
(1) 프로필렌 중합체(C1)
프로필렌·에틸렌 랜덤 공중합체(R-PP)(프라임폴리머사제, 상품명 프라임폴리프로 F327, 밀도; 0.91g/cm3, MFR; 6.0g/10분, 융점; 138℃).
(2) 중밀도 폴리에틸렌(C2)
중밀도 폴리에틸렌(MDPE)(프라임폴리머사제, 상품명 네오젝스: NZ3510F, 밀도; 0.935g/cm3, MFR; 1.6g/10분).
(3) 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3)
에틸렌·메타크릴산 공중합체(EMC): 메타크릴산 함유량; 9중량%, MFR; 3g/10분.
(4) 에틸렌계 중합체(B)
(4-1) 고밀도 폴리에틸렌(B1)
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)(프라임폴리머사제, 상품명 하이젝스: HZ3300F, 밀도; 0.954g/cm3, MFR; 1.1g/10분).
(4-2) 고압법 저밀도 폴리에틸렌(B2)
고압법 저밀도 폴리에틸렌(HP-LDPE)(프라임폴리머사제, 상품명 미라손: M-11P, 밀도; 0.917g/cm3, MFR; 7.2g/10분).
(5) 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)
선상 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE)(프라임폴리머사제, 상품명 울트젝스: UZ3523L, 밀도; 0.931g/cm3, MFR; 2.1g/10분).
〔실시예 1〕
열융착층으로서 R-PP; 75중량%, MDPE; 18.3중량% 및 EMC; 6.7중량%를 드라이 블렌딩한 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔실시예 2〕
열융착층으로서 R-PP; 80중량%, MDPE; 15중량% 및 EMC; 5중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩한 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔실시예 3〕
열융착층으로서 R-PP; 85중량%, MDPE; 11.7중량% 및 EMC; 3.3중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/표면 라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔실시예 4〕
열융착층으로서 R-PP; 90중량%, MDPE; 8.3중량% 및 EMC; 1.7중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔실시예 5〕
열융착층으로서 R-PP; 95중량%, MDPE; 5.0중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔비교예 1〕
열융착층으로서 R-PP; 38중량%, MDPE; 43중량% 및 EMC; 19중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔비교예 2〕
열융착층으로서 R-PP; 50중량%, MDPE; 35중량% 및 EMC; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔비교예 3〕
열융착층으로서 R-PP; 65중량%, MDPE; 25중량% 및 EMC; 10중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔비교예 4〕
열융착층으로서 R-PP; 70중량%, MDPE; 21.7중량% 및 EMC; 8.3중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 올레핀 중합체 조성물을, 중간층으로서 HDPE; 85중량% 및 HP-LDPE; 15중량%를 드라이 블렌딩하여 얻은 에틸렌계 중합체 조성물을, 라미네이트층으로서 L-LDPE를 이용하고, 각각 따로따로의 압출기에 공급하여, T 다이법에 의해서 열융착층/중간층/라미네이트층이 되는 구성의 3층 공압출 필름으로 이루어지는 열융착성 적층 필름을 성형하고, 라미네이트층에 코로나 처리를 실시했다. 열융착성 적층 필름의 총 두께는 50μm이고, 각 층의 두께는 열융착층/중간층/라미네이트층=7.5/37.5/7.5μm였다.
얻어진 열융착성 적층 필름의 물성을 상기에 기재된 방법으로 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
표 1 및 표 2로부터, 올레핀 중합체 조성물로 이루어지는 열융착층에 내열성이 있는 프로필렌 중합체를 주체로, 에틸렌 중합체 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체를 보다 적은 양을 적절히 배합하고, 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)으로 이루어지는 라미네이트층으로 이루어지는 봉함성 있는 소프트 용이 박리성 적층 필름은, 비교예와 비교하여 용이 개봉성이 소프트하게 개봉하기 쉽게 되어 있음에도 불구하고, 봉함 강도는 저하되지 않고서 유지되어 있다는 것이 분명하다.
본 발명의 용이 박리성 필름은, 상기 특성을 살려, 포장용 필름으로서, 특히 폴리프로필렌제의 시트, 트레이, 컵, 병 등의 캡재로서 적합하며, 전병, 감자칩 등의 스낵 과자 포장, 또는 과육 젤리 등의 젤리류, 우유, 요거트, 푸딩, 두부, 백미 등 무균 백반류, 적반이나 오목밥 등의 레토르트 백반류, 유산 음료 등의 각종 식품 포장이나, 의약품, 의료용 기구 등의 포장, 블리스터 포장, 기타 일용품이나 잡화 등의 포장의 포장 재료로서 적합하게 이용할 수 있다. 이 기능은 용기와 캡재를 이용한 포장재뿐만 아니라, 플랫 백이나 스탠딩 파우치 등의 백 형상 등의 포장체로서 사용할 수 있다. 또한, 용기와 캡재는 예컨대 젤리 등 단단한 용기뿐만 아니라, 식품이라면 슬라이스 햄이나 베이컨, 조릿대 잎 모양 어묵 등의 플렉시블한 포장체에도 이용할 수 있다.
Claims (7)
- 선상 저밀도 폴리에틸렌(A)을 포함하는 라미네이트층, 에틸렌계 중합체(B)를 포함하는 중간층, 및 프로필렌 중합체(C1) 71∼97중량%, 밀도 0.930∼0.945g/cm3의 중밀도 폴리에틸렌(C2) 3∼21중량% 및 에틸렌·α,β-불포화 카복실산 공중합체(C3) 0∼8중량%〔단, (C1)+(C2)+(C3)=100중량%로 한다〕를 포함하는 올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름.
- 제 1 항에 있어서,
중간층을 구성하는 폴리머의 50중량% 이상이 중밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름. - 제 1 항에 있어서,
에틸렌계 중합체(B)가 고밀도 폴리에틸렌(B1) 및 고압법 저밀도 폴리에틸렌(B2)을 포함하는 조성물인 용이 박리성 적층 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 용이 박리성 적층 필름의 라미네이트층에 기재층(F)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용이 박리성 적층 필름.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
올레핀 중합체 조성물(C)로 이루어지는 열융착층과 마주하는 층이 프로필렌계 중합체층인 용이 박리성 적층 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 용이 박리성 적층 필름으로 이루어지는 캡재.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 용이 박리성 적층 필름의 열융착층과 마주하는 면이 프로필렌계 중합체층으로 이루어지는 열시일층을 구비한 것을 특징으로 하는 포장체.
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2014
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