KR840000604B1 - 폴리올레핀의 접착가능한 다층 필름 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리올레핀의 접착가능한 다층 필름

본 발명은 포장용 필름, 특히 담배팩의 포장에 적합한 폴리올레핀의 접착가능한 배향성 다층 필름에 관한 것이다.

접착가능한 배향성 포장용 필름을 제조하는데 에틸렌 호모폴리머 또는 코폴리머를 사용한 것은 오랫동안 공지되어 왔다.

상기 다층 필름 성질을 개선하기 위해 많은 반복시험을 해왔는데, 특히 독일연방공화국 특허 제1,161,679호에는 이들의 구성층 사이의 높은 용접 강도와 강한 결합력에 특성이 있는 에틸렌 단일 중합체의 다층 필름의 제조방법이 기술되어 있다.

독일연방공화국 공개공보 제1,504,352호에는 폴리프로필렌의 배향된 열가소성 필름의 열접착성을 개량하는 방법과 폴리에틸렌 피복이 기술되어 있다. 상기 방법에 있어서 포장의 접착부분은 용접공정을 행하는 동안 현저하게 수축하지 않으므로 포장의 외관뿐만 아니라 접합강도에도 나쁜 효과를 주지 않는다.

그러나, 상기의 공지된 다층 필름은 이들을 고속 포장기, 특히 담배팩을 포장하는 고속기계에 사용할 경우 많은 난점을 야기하게 한다. 더우기, 고속의 포장에서 불완전한 접합지층과 불완전한 포장이 발생하여 공정중 중단을 일으키며 또한 기계가 마찰분진의 피복으로 도포하게 된다.

대부분의 공지된 필름에 있어서 지방산 아미드는 미끄럼성을 개량하는데 사용하나, 지방산 아미드를 함유하는 필름은 고속 기게에 사용하는데 적합하지 않다. 또한 독일연방공화국 공개공보 제 2,225,703호에 기술된 비양립의 열가소성 수지를 첨가하여도 소망하는 결과를 수득할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 고속 기계에 극히 우수한 미끄럼성과 공정성을 갖는 다층 필름의 성질을 개량하는데 있다. 본 발명의 다층 필름은 담배팩을 포장하는데 사용하기에 특히 적합하다.

본 발명의 목적은 하나 이상의 폴리프로필렌층과 그 위에 폴리에틸렌 또는 적어도 4중량%의 에틸렌을 함유하는 에틸렌 코폴리머로된 하나 이상의 접착가능한 층(이 접착가능한 층은 접착가능한 층을 기준으로 하여 (1) 0.3 내지 1.0 중량% 바람직하기로는 0.4 내지 0.7중량%의 장쇄 지방족아민, (2) 폴리에틸렌 또는 에틸렌코폴리머와 양립할 수 없고 폴리에틸렌 또는 에틸렌 코폴리머의 연화점에서 상하로 50℃를 넘지 않는 범위의 연화점을 갖는 분산된 열가소성 중합체 0.1 내지 0.7중량%, 바람직하기로는 0.15 내지 0.50 중량% 및 (3) 0.2 내지 0.8 중량%, 바람직하기로는 0.3 내지 0.6 중량%의 폴리디알킬실록산으로 구성되어 있는 부가혼합물을 함유한다.)으로 구성되어 있는 접착가능한 배향된 다층 필름을 만든다.

핵심층을 형성하는 폴리프로필렌은 0.90 내지 0.91g/cc의 밀도와 230℃/2.16kp/cm²압력(DIN 53 735에 의한)에서 1 내지 4g/10분의 용융 유출도를 갖는 이소탁틱(isotactic) 폴리프로필렌이 바람직하다.

접착가능한 중합체는 에틸렌 호모폴리머 또는 코폴리머로 이루어진다. 고밀도의 폴리에틸렌 또는 적어도 4중량%의 에틸렌, 바람직하게는 중량의 프로필렌과 95중량%의 에틸렌을 함유하는 에틸렌/프로필렌코폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 접착가능층의 중합체는 0.895 내지 0.960g/cc의 밀도, 190℃/2.16kp/cm²압력에서 1 내지 7g/10mins의 용융 유출도와 125 내지 148℃(편광현미경)의 형태에 따른 결정성 융점을 가져야만 한다.

부가 혼합물의 성분(1)은 장쇄, 지방족, 임의의 모노-비치환된 3급아민이 바람직하며, 특히 그의 지방족기가 C₁₂내지 C₁₈의 탄소쇄 길이를 갖고 두개의 하이드록시알킬(C₁-C₄) 그룹에 의해서 치환되는 3급 아민이 좋으며, N,N-비스-(2-하이드록시에틸)-(C₁₂-C₁₆)-알킬아민이 특히 바람직하다.

접착성 중합체와 양립할 수 없는 열가소성 중합체는 접착가증한 중합체의 연화점보다 50℃를 넘지 않는 범위에서 높거나 낮은 연화점을 갖어야 하며 바람직하게는 0.01 내지 4μm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2μm의 입자 크기로 접착가능한 중합체내에 분산되어야만 한다. 비양립성 중합체는 통상의 방법으로 접착가능한 중합체에 분산된다. 열가소성 수지 예를 들면 에틸렌/메타크릴산 코폴리머(융점 90 내지 99℃), 폴리라우릭락트아미드(180℃), 아크릴로니트릴/부타디엔/메타크릴레이트 코폴리머(80℃), 에틸렌/비닐알코올 코폴리머(185℃)를 사용하는것이 바람직하다. 알카리염, 바람직하기로는 Zn염 형태로 전부 또는 부분적으로 존재할지도 모르는 에틸렌/메타크릴산 코폴리머와 폴리라우릭 락탐이 특히 바람직하다. 세번째 부가 성분으로써 사용된 폴리디알킬 실록산은 특히 20℃에서 적어도 1밀리온 CST 이상의 점도를 갖어야만 한다. 폴리디메틸 실록산을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 의한 부가 혼합물을 사용함으로써 고속기계에 극히 우수한 미끄럼성과 매우 우수한 공정성을 모두 갖는 다층 필름을 제조하는 것이 가능할 뿐만 아니라 필름의 미끄럼성을 손상시키는 것으로 알려진 필름의 정전기적 전처리를 안해도 된다. 무기성 분말을 사용하여서 발생하는 필름의 흠집이나 탁해지는 것이 전혀 없다.

비록 폴리알킬 실록산의 사용이 친화성의 퇴보를 일으킬 것으로 예상될지도 모르지만 필름의 결합 친화력에 퇴보가 일어나지 않았다. 따라서, 특히 공지된 윤활제, 예를 들면 치환 또는 비치환된 지방산아미드 및 70˚내지 150℃의 온도에서 용융하는 상대적으로 고분자량인 치환된 지방산아미드 예를 들면 예루신산 아미드, 율레인산 아미드, 알킬 디지방산 아미드 및 N,N-폴리에톡실화 지방산아미드를 사용하더라도 고속포장기에서 적합한 미끄럼성을 이룰 수 없는 반면에 본 발명의 부가 혼합물을 사용함으로써 공지된 필름에서 요구되는 진보를 이룩할 수 있다는 것은 경이적인 일이다.

따라서 본 발명은 특히 담배팩을 포장하는 포장용 필름으로써 바람직한 폴리프로필렌층과 두 개의 접착가능한 층의 다층 필름에 관한 것이다.

접착층 형성 조성물의 생성과 제조, 다시 말하면 부가물을 계량하여 접착가능한 층의 중합체에 혼합하는 것과 상기 형성 조성물을 폴리프로필렌 핵심 필름과 결합시키는 것은 통상의 방법 예를 들면 접합 또는 용융압출에 의해서 수행될 수 있다. 비싼 부가공정 기술을 피하기 위하여 부가물을 직접 가하는 것이 유리하다. 또한 배향 공정의 연속단계에서 폴리프로필렌 필름의 압출과는 별도로 핵심층에 형성 조성물을 적용하는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 필름은 바람직하게는 2축으로 배향되어 있으며, 접착층은 1축 이상으로 배양되어 있다. 2축 배향은 통상의 배향 방법으로 수행될 수 있다.

본 발명에 의한 다층 필름에 있어서 폴리프로필렌 핵심층은 바람직하게 10 내지 50μm의 두께를 가져야 하며 접착층은 바람직하게는 0.8μ 내지 2μm, 특히 바람직하게는 1μm의 두께를 갖어야만 한다.

본 발명에 의한 다층 필름은 프린트를 할 수 있으며 또한 개열(開裂) 스트립(tear-open strips)을 가질 수도 있다.

시험방법

포장 주기는 기계작동기에 의해 측정된 기준, 예를 들어 피드, 포장 및 마찰로부터 이탈등을 근거로 하여 판정한다. 상대적으로 빠른 속도로 포장하는 동안 상기 기준을 포함하여 아무런 방해가 일어나지 않으면 필름은 만족할만한 것으로 간주한다. 그러나, 간혹 방해가 일어나도 그 필름은 만족할만한 것이 아니다. 시험하기 전에 자동포장기계를 적절히 조립하여 어떠한 방해라도 제외시키는 것으로 여겨진다.

용접선의 강도는 손으로 측정한다. 용접선에 쉐어링로드(sharing load )를 가할 때 그 용접선을 파괴하기 위하여 확실히 힘을 가하여야 하면 그 용접선의 강도는 만족할만한 것이다. 동일한 하중을 받았을 때 포장필름이 용접선 밖으로 찢어진다면 용접선의 강도는 좋다. 투명성은 완전 포장된 것을 보고 시각적으로 평가한다. 포장의 투명성은 프린팅을 읽을 수 있는 경우, 다시 말하면 흐림이 없는 경우에만 만족할 만한 것이다. 투명성에 어떠한 손상이 있으면 어두운 프린팅에 의해서 특히 명확하게 할 수 있다.

재(ash)시험은 필름을 어느 정도 하전(모직물을 사용하여 한쪽 방향으로 세번 마찰시켜서) 시킨후 실시한다. 담배재가 약 3cm거리에서 하전된 필름에 의해 끌리는 경우에는 재시험에서 불합격이다.

[실시예 1]

0.5중량%의 N,N-비스-(2-하이드록시메틸)-아민, 0.5중량%의 에틸렌/메타크릴산 코폴리머(여기서, 약간이 카복실기가 Zn염 형태로 존재하고 0.936g/cc의 밀도와 190℃/1kp/cm²에서 5g/10mins의 용융도 및 99℃의 융점을 갖는다) 및 0.3중량%의 폴리디메틸 실록사(20℃에서 0.985g/cc의 밀도와 20℃에서 1밀리온 CST의 점도를 갖는다)을 약 225℃의 용융온도에서 공압출시켜 0.954g/cc의 밀도, 190℃/2.16kp/cm²에서 3g/10mins의 용융도 및 128 내지 133℃의 결정성 용융점을 갖는 98.7중량%의 폴리에틸렌을 만든다.

상기 주형 조성물을 표준방법으로 폴리프로필렌 핵심층의 양면에 적용하고 배향한다. 핵심층은 0.905g/cc의 밀도, 230℃/2.16kp/cm²에서 2g/10mins의 용융도 및 160 내지 166℃ 인 연화점을 갖는 폴리프로필렌으로 이루어져 있다.

이들로부터 형성된 다층 필름은 다음과 같은 구조 즉 1μm 접착층/19μm 핵심필름/1μm 접착층을 갖는다.

분당 265팩을 포장하는 포장기의 팩킹 위치에 아무런 방해없이 필름절단물들이 미리 놓여진다. 138 내지 143℃의 범위의 온도에서 접차시키면 강한 이음부분이 된다. 이런 포장은 만족할 만한 것이며, 기계의 폴러를 약간 변형하더라도 효과적인 접지를 그대로 유지시킨다. 상기 기계는 수시간 동안 중단없이 작동하며 접착기구, 포메트판 또는 가이드 풀러에 마찰을 일으키지 않는다. 팩킹의 투명성은 우수하며 즉 포장 필름 아래의 프린팅이 명확하게 볼 수 있다. 대전효과는 재시험에 의해서 입증할 수 있다. 이 결과는 다음 표 1에 기술되어 있다.

[실시예 1a(비교실시예)]

접착층에 사용될 주형 조성물은 실시예 1에서와 같은 조성물이다. 여러층의 생성 및 두께도 실시예 1의 것과 동일하다. 그러나, 이 다층 필름은 코로나 방전으로 전기적으로 처리하여 재시험 뿐만아니라 쉬쉬도(shishido's) 측정기술(전하의 절반)로도 대전효과를 명확하게 볼 수 있게 해야한다. 이렇게 처리된 필름은 미끄럼성이 충분하지 않기 때문에 포장기로 평탄하게 권취되지 않는다. 마찬가지로 팩의 포장도 잘 안된다. 아무리 필름의 대전성이 우수해도 아무 효과가 없다.

[실시예 2]

접착층의 조성물은 다음과 같이 변화시킨다. 즉, 4.5중량%의 에틸렌을 함유하며 0.901g/cc의 밀도, 190℃/2.16kp/cm²에서 2g/10mins의 용융도 및 142 내지 148℃의 연화점을 갖는 98.5중량%의 에틸렌/프로필렌 코플리머를 실시예 1에서와 같은 아민 0.5중량% 실시예 1에서와 같은 열가소성 중합체 0.5중량% 및 실시예 1에서와 같은 폴리디메틸실록산 0.5중량%와 혼합시킨다. 이 조성물을 폴리프로필렌 핵심층에 통상적인 방법으로 적용하고 배향시킨다. 이 다층 필름은 층의 두께에 관하여 실시예 1에서와 같은 구조를 갖는다. 따라서 이 필름은 다음 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 분당 265팩을 포장하는 고속 포장기에 매우 잘 작용한다.

[실시예 3]

접착층 주형 조성물은 실시예 1에 의한 에틸렌 호모폴리머 99.0중량%, 실시예 1에서와 같은 아민 0.5중량%, 176 내지 180℃에서 용융하는 폴리라우린 락탐 0.2중량% 및 실시예 1에서와 같은 폴리디메틸실록산 0.3중량%로부터 제조한다.

상기 실시예에서와 같이, 이 주형 조성물을 공지된 방법으로 폴리프로필렌 핵심 필름에 적용하여 다층 필름을 배향한다. 다층 필름의 층들은 실시에 1에서와 같은 두께를 갖는다.

분당 265팩을 포장하는 고속 포장기에 있어서 필름은 방해없이 사용할 수 있다. 접착온도는 146℃이다.

다층 필름에 대해 실시한 시험의 결과는 다음 표 1에 나와있다.

[표 1]

* 전기적으로 미리 처리된 필름

Claims (1)

1. 폴리프로필렌층과 폴리에틸렌 또는 에틸렌 코폴리머(이 코폴리머는 적오도 4중량%의 에틸렌을 함유한다)로 이루어진 하나 이상의 접착가능한 층〔단, 이 접착가능한 층은 접착가능한 층을 기준으로 하여 0.3 내지 1중량%의 장쇄 지방족아민 : 폴리에틸렌 또는 에틸렌 코폴리머와 양립할 수 없고 폴리에틸렌 또는 에틸렌 코폴리머의 연화점에서 상하로 50℃를 넘지 않는 범위의 연화점을 갖으며 접착가능한 층을 기준으로 하여 0.1 내지 0.7중량%의 분산된 열가소성 중합체 : 및 접착가능한 층을 기준으로 하여 0.2 내지 0.8중량%의 폴리디알킬 실록산으로 구성된 부가 혼합물을 함유한다〕으로구성된 다층필름.