KR0146508B1 - 포장용 적층 필름 - Google Patents

포장용 적층 필름

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KR0146508B1
KR0146508B1 KR1019950009349A KR19950009349A KR0146508B1 KR 0146508 B1 KR0146508 B1 KR 0146508B1 KR 1019950009349 A KR1019950009349 A KR 1019950009349A KR 19950009349 A KR19950009349 A KR 19950009349A KR 0146508 B1 KR0146508 B1 KR 0146508B1
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박헌영
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성재갑
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Abstract

본 발명은 선형저밀도 폴리에틸렌에 메탈로센 촉매를 사용한 폴리올레핀계 개질화제를 용융혼련하여 내한성 및 내충격성을 향상시킨 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 나일론 등과 적층하여 포장재의 유통안전성을 향상시킨 포장용 적층 필름에 관한 것이다.

Description

포장용 적층 필름
제1도는 본 발명의 적층 필름으로 제조된 리필백을 나타낸 것이다.
제2도는 본 발명의 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌과 기존 선형저밀도 폴리에틸렌의 열특성 분석도를 나타낸 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
1-1:열봉함부위 1-2:상부와 하부가 만나는 접점
1-3:부분열봉합(Point Sealing)부위
2-1:기존 선형저밀도 폴리에틸렌의 DSC 분석도
2-2:개질된 선형저밀도 폴리에틸렌의 DSC 분석도
본 발명은 세제류, 두발용 화장품등의 리필백 원단으로 사용되는 포장용 적층 필름에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 메탈로센(Metallocene)촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제를 선형저밀도 폴리에틸렌에 용융혼련시켜 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 나일론(nylon) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 등과 적층하여 사용함으로써 리필백의 내충격성 및 내한성을 향상시켜 상품의 유통안전성을 향상시킨 리필백용 적층 필름에 관한 것이다.
통상적으로 세제류, 두발류 화장품의 리필백은 포장폐기물의 부피축소가 용이하고 저렴한 가격으로 쓰레기 종량제 실시이후 소비자들이 매우 선호하고 있으나, 유통 중 운송 및 상하차시 충격에 의해 리필백의 터짐현상이 발생되어 취급에 큰 문제가 되어왔으며 특히 겨울철에 더욱 심하게 발생되었다.
이는 리필백 구조상 충격을 받을 시 백 상부와 하부가 만나는 접점(제1도의 1-2) 부위에 응력이 집중되어 그 응력이 필름의 내충격성 보다 클 때 파손이 발생되는 것이며, 특히 저온시에는 리필백용 적층필름이 경화되어 더욱 쉽게 파손이 발생되는 것이다.
이 파손은 적층필름 내충재질인 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 특성에 좌우되는 현상인데, 그간 당업계에서는 상기 상부와 하부가 만나는 접점부위의 파손을 방지하기 위해 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 두께조절 등으로 이 문제점을 해결하고자 노력하여왔다.
이런 노력의 일환으로 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 두께를 증가시켜 리필백의 내충격성을 향상시키고자 노력하였으나 기대한 만큼의 향상효과가 나타나지 않았고, 특히 리필백에 내용물을 충진하기 위해 충진기기로 리필백을 벌릴 때 리필백의 개봉성이 떨어져 작업성이 저하되는 결과를 가져왔다.
한편 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA : ethylene vinyl acetate)수지를 사용하여 리필백용 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 개질하여 내충격성을 향상시키려고 노력하였으나 일반 선형저밀도 폴리에틸렌에 비해서는 내충격성이 우수하나 본 발명자들이 요구하는 수준에는 미치지 못했다.
이에 본 발명자들이 이러한 선행기술의 문제점을 해결하고 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 두께를 증가시키지 않아 작업성이 저하되지 않으면서 리필백의 내충격성 및 내한성을 향상시킬 수 있는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 개발하고자 지속적으로 연구해 온 결과, 메탈로센(Metallocene) 촉매를 사용해 중합한 폴리올레핀(Polyolefin)계 개질화제를 선형저밀도 폴리에틸렌에 용융혼련하여 개질시킨 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 나일론이나 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름에 적층시키면 필름의 내충격성 및 내한성이 증가되어 리필백의 유통안전성을 향상시킬수 있음을 밝혀냈다.
즉, 본 발명은 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 이축연신 폴리프로필렌(OPP) 필름 또는 알루미늄 호일, 알루미늄 증착 필름 등에 열봉함층을 적층시킨 포장용 적층 필름에 있어서, 상기 열봉함층으로서 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀게 개질화제 5 내지 30 중량%를 선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 용융혼련하여 개질화된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름은 적층시킨 포장용 적층필름을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
메탈로센촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제는 종래에는 주로 농업용 필름이나 스트레치필름(stretch film)의 투명성 및 질김성을 향상시키기 위해 사용되어 왔을 뿐이고, 본 발명에서와 같이 세제류, 두발용 화장품의 리필백이나 조미료, 즉석식품, 제과류 등의 식품포장재의 내충격성 및 내한성을 향상시키기 위해 사용되는 것은 알려져 있지 않았다.
본 발명에서 사용되는 개질화제는 메탈로센촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 수지로서 예를들면 미국 EXXON사의 EXACT(상품명)수지, 미국 DOW사의 ENGAGE(상품명)을 들 수 있다.
본 발명에 따른 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름은 메탈로센 촉매를 사용해 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 선형저밀도 폴리에틸렌에 5 내지 30중량%의 함량으로 용융혼련시킨 것을 사용한다. 이 때 상기 폴리올레핀계 개질화제를 5 중량% 이하로 사용할 경우에는 내충격성 향상효과를 충분히 발휘하지 못하며, 30 중량% 이상으로 사용할 경우에는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 제조시 블로킹(blocking) 현상이 발생되어 필름의 제조가 어려운 문제점이 있다.
메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 사용하여 개질화된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 경우에는 상기 폴리올레핀계 개질화제를 펠렛(Pellet) 상태 수지 그대로 선형저밀도 폴리에틸렌 수지와 용융 혼련하여 제조하는 것이 바람직하며, 제조시 바람직하게 이용할 수 있는 방법으로는 인플레이션 블로우(Inflation blow) 방법 또는 티다이 압출(T-die extrusion)방법을 들 수 있다.
본 발명에 따라 개질화된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름은 기존 선형저밀도 폴리에틸렌 플름에 비해 내충격성이 월등히 우수한 것으로 나타냈다(표1 참조).
또한 본 발명의 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌을 사용한 적층필름의 성형된 리필백은 기존의 선형저밀도 폴리에틸렌을 사용한 적층필름으로 성형된 리필백에 비해서 내한 충격성이 월등히 우수한 것으로 나타났다(표3 참조).
본 발명에 따른 적층필름은 내충격성 및 내한성이 우수하므로 세제류, 두발용 화장품의 리필백용 포장재나 조미료, 즉석식품, 제과류 등의 식품포장재로 유용하게 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 어떤 형태로든 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예1]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 메탈로센 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀계 개질화제를 3 중량% 혼합하여 인플레이션 블로우 방법으로 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다(폴리올레핀계 개질화제 : 미국 EXXON사 제품).
[실시예2]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 실시예1의 폴리올레핀계 개질화제를 5 중량% 혼합하여 실시예1과 동일한 방법으로 목적하는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다(폴리올레핀계 개질화제 : 미국 EXXON사 제품).
[실시예3]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 실시예2의 폴리올레핀계 개질화제를 20 중량% 혼합하여 실시예1과 동일한 방법으로 목적하는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다(폴리올레핀계 개질화제 : 미국 EXXON사 제품).
[실시예4]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 실시예1의 폴리올레핀계 개질화제를 30 중량% 혼합하여 실시예1과 동일한 방법으로 목적하는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다(폴리올레핀계 개질화제 : 미국 EXXON사 제품).
[실시예5]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 실시예1의 폴리올레핀계 개질화제를 40 중량% 혼합하여 실시예1과 동일한 방법으로 목적하는 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다(폴리올레핀계 개질화제 : 미국 EXXON사 제품).
[실시예6]
실시예3의 방법으로 만들어진 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름과 나일론을 드라이 라미네이션(Dry Lamination) 방법으로 적층필름을 만들고 이 적층필름을 스탠딩 파우치(Standing Pouch) 형태의 리필백을 성형하였다.
[비교예1]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지만을 사용해 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 필름을 제조하였다.
[비교예2]
선형저밀도 폴리에틸렌 수지에 에틸렌 비닐아세테이트 수지를 20중량% 비율로 혼합하여 실시예1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
[비교예3]
비교예1의 방법으로 만들어진 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 실시예6과 동일한 방법으로 실시하여 리필백을 성형하였다.
[비교예4]
비교예1의 방법으로 만들어진 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 실시예6과 동일한 방법으로 실시하여 리필백을 성형하였다.
[실험예1 : 선형저밀도 폴리에틸렌 필름별 충격강도]
160㎛ 두께의 선형저밀도 폴리에틸렌 필름에 대해 다트 충격강도(Dart Ⅰ mpact Strength) 시험기를 이용하여 ASTM D 1709 B의 방법으로 상기 실시예1, 2, 3, 4, 5 및 비교예1, 2의 선형저밀도 폴리에틸렌 필름 각각에 대해 충격강도를 비교하였으며 그 결과를 하기 표1에 나타내었다. 내충격성은 표에 기재되어 있는 충격강도가 높을수록 우수한 것으로 평가된다.
상기 표1의 결과로부터 알 수 있듯이 본 발명에 따른 실시예3 및 4의 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름이 비교예의 선형저밀도 폴리에틸렌 필름보다 내충격성이 월등히 우수한 것으로 나타났다. 한편 실시예에 사용된 개질화제를 5% 미만(실시예1)사용하였을 때는 본 발명자들이 요구하는 수준의 충격강도 개선이 나타나지 않았으며 개질화제를 30% 초과(실시예5)하여 사용하였을 때는 개질화제를 30% 사용한 경우(실시예4)에 비해 충격강도는 약간 상승하였지만 필름제조시 블로킹(Blocking) 현상이 발생하여 필름 생산에 어려움이 있었다.
[실험예2 : 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 열특성 비교]
실시예3의 개질된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름과 비교예1의 기존 선형저밀도 폴리에틸렌 필름의 열특성을 시차주사열량계(DSC : Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 분석하였으며 그 결과는 하기 표2에 나타내었다.
내충격성은 필름의 흡열량이 낮을 수록 우수한 것으로 평가되며, 이는 동일 그레이드(Grade)수지의 경우 흡열량이 낮을 수록 결정화도가 낮고, 결정화도가 낮을수록 필름이 부드러워져 충격에 의해 쉽게 파손되지 않는 이유에 근거하였다.
(열분석 조건 : 30℃에서 분당 10℃의 속도로 200℃까지 상온하고 분당 -5℃의 속도로 30℃까지 감온하여 필름의 열이력 제거후 다시 분당 10℃의 속도로 200℃까지 상온)
상기 표2와 같이 실시예3의 필름은 비교예2의 필름보다 흡열량이 적어 내충격성이 우수한 것으로 나타났다.
[실험예3 : 내한성 평가]
선형저밀도 폴리에틸렌 적층 필름을 사용하여 성형된 리필백의 내한성은 다음의 방법에 의해 측정 및 평가하였다.
실시예6 및 비교예3, 4의 리필백에 식기세척용 액체세제를 800g씩 충진하여 열봉함하고 -5℃ 항온기에서 48시간 경시한 리필백을 한 박스에 12개씩 넣고 1.5m 높이에서 박스채 3회 자유낙하하여 리필백의 파손을 관찰하였으며 그 결과는 하기 표3에 나타내었다.
이 때 실시예6 및 비교예3, 4 각각 3 박스 즉 리필백 36개씩을 평가대상으로 하였고 1회 및 2회 낙하시 리필백의 파손이 발생된 박스에서는 파손된 리필백을 제거하고 박스 전체 중량은 균일하게 하기위해 평가시 계산되지 않는 리필백을 같은 수량 보충하여 낙하시험하였다.
상기 표3의 결과와 같이 실시예6의 리필백은 비교예3, 4의 리필백에 비해 내한성이 월등히 우수함을 확인하였다.

Claims (4)

  1. 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 이축연신 폴리프로필렌 필름 또는 알루미늄 호일, 알루미늄 증착 필름 등에 열봉함층을 적층하여 사용하는 포장용 적층 필름에 있어서, 상기 열봉함층으로 메탈로센 촉매를 사용하여 중합된 폴리올레핀계 개질화제 5 내지 30중량%를 선형저밀도폴리에틸렌 수지에 용융혼련하여 개질화된 선형저밀도 폴리에틸렌 필름을 적층한 포장용 적층 필름.
  2. 제1항에 있어서, 드라이 라미네이션(dry-lamination) 또는 티다이 압출(T-die extrusion) 코팅방법에 의해 적층된 필름.
  3. 제1항의 적층 필름을 세제류, 두발용 화장품의 리필백용 포장재로 사용하는 방법.
  4. 제1항의 적층 필름을 조미료, 즉석식품, 제과류 등 식품포장재로 사용하는 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990018332A (ko) * 1997-08-27 1999-03-15 성재갑 폴리올레핀으로 제조된 포장 필름재료
KR100389474B1 (ko) * 1996-05-27 2004-02-05 삼성종합화학주식회사 폴리프로필렌계 매트성 복합필름
KR101134936B1 (ko) * 2005-08-26 2012-04-17 주식회사 엘지생활건강 자립형 파우치 필름
KR101693255B1 (ko) * 2016-05-31 2017-01-10 (주)디엘팩 종이 질감을 갖도록 제공되는 기능성 포장재 및 그 제조방법

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