KR100221913B1 - 고밀도폴리에틸렌/폴리프로필렌필름 라미네이트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀도가 0.960 또는 그 이상인 폴리에틸렌을 50 중량% 이상 포함하는 이축 연신된 고밀도 폴리에틸렌 필름인 층 (A) ; 및 이축연신된 폴리프로필렌 필름인 층(B)으로 이루어진 라미네이트에 관한 것이다.
Description
본 발명은 포장 필름으로 사용 될 수 있는 2종의 다른 중합체로 이루어진 필름 라이네이트에 관한 것이다.
모든 중합성 필름은 양호한 특성과 나쁜 특성을 모두 지닌다. 산소 및 수증기의 침투를 막기 위한 우수한 차단 필름일 수 있는 유기 중합체 필름은 유연성, 단열성, 인쇄성 및 외형면에서는 취약하다. 폴리프로필렌 필름은 그 자체적인 단열성이 빈약하여 그 차단 특성을 향상시키기 위해서는 통상적으로 그것을 변성시킬 필요성이 있다. 폴리에틸렌 필름은 식료품 포장 봉지 또는 빵 포장지와 같은 구조물로서 우수한 반면에, 스낵 식품과 같은 제품의 포장 필름으로서는 우수하지 않다.
폴리에틸렌은 식품 포장지로서 요구되는 투명도 및 고광택 특성을 지니고 있지 않다.
본 발명의 목적은 양종류의 중합체 필름의 특성들만을 이용한 라이네이트 필름 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 하기 (A) 및 (B)로 이루어진 필름 합성 라미네이트에 관한 것이다.
(A) 밀도가 0.960 또는 그 이상인 HDPE를 50중량% 이상 포함하는 이축 연신된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)층 ; 및
(B) 이축연신된 폴리프로필렌 필름층.
상기 지시된 바와 같이, 본 발명의 라미네이트는 주로 두 개 층 사이를 견고하게 연결시킬 수 있는 임의의 적당한 수단에 의해 라미네이트 된 층(A) 및 층(B)를 포함한다. 층(A)로는 밀도가 0.960 또는 그 이상인 이축 연신된 고밀도의 폴리에틸렌 필름이 바람직하다. 이러한 류의 필름은 미국 특허 제 4,870,122호(P.C.Lu)에 개시되어 있는데, 상기 특허의 기술 내용은 본문에 참고 인용한다. HDPE층은 대체적으로 단일 HDPE 수지, HDPE 수지 혼합물, 또는 약 10 중량% 이하의 미소결정형 왁스를 소량 포함한 HDPE로 구성될 수 있다. HDPE 수지의 혼합물 또는 미소결정형 왁스로 제조된 필름은 그 광택도가 저조한데, 상기 광택도는 수직, 성형, 충전 및 차단(VFFS) 기계로 포장하는 동안 필름이 TD 방향으로 파손되는 경향을 통해 자체적으로 판정할 수 있다.
HDPE 중합체 혼합물은 바람직하게 밀도가 모두 0.960 또는 그 이상인 2종 이상의 중합체를 포함할 수 있다. HDPE 중합체 혼합물에는 용융 지수가 0.6 내지 1.2인 HDPE 및 용융 지수가 각기 다른 1종 이상의 중합체가 다량 함유되는 것이 바람직하다.
삼중 혼합물이 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 적당한 삼중 혼합물은, 통상적으로 밀도가 0.960 또는 그 이상이고 용융 지수는 0.5 이상 내지 약 2.0인 HDPE 50 내지 98 중량%, 바람직하게는 84 내지 96 중량% ; 밀도가 0.960 또는 그 이상이고 용융 지수는 0.1 내지 0.5인 HDPE를 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량% ; 및 밀도가 0.960 또는 그 이상이고 용융 지수가 2이상 내지 약 8인 HDPE를 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량% 포함한다. 부성분인 제2 HDPE 중합체와 제3 HDPE 중합체는 거의 동량으로 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 HDPE 필름은 불균형적인 방식으로 이축 연신되는 것이 바람직하다. 이것은 HDPE를 기계 작동 방향(MD)으로 1.25 : 1 내지 약 2 : 1, 교차 방향(TD)으로 약 6 : 1 내지 약 12 : 1 배향시켰음을 의미한다.
HDPE는 종래의 단열 물질, 예를 들면 설린 또는 EP 공중합체와 공압출시킬 수 있다.
층(B)형 필름은 이축 연신된 폴레프로필렌 필름이다. 예를 들어, 연신된 폴리프로필렌 슬립 필름은 소량의 마찰계수 저하제가 함유된 이소택틱 폴리프로필렌으로 주로 이루어진다. 그러한 첨가제, 예를 들어 에루카미드는 약 200 내지 400ppm 정도 존재할 수 있다.
연신된 폴리프로필렌 필름은 또한 단열 물질의 표면 외피층과 공압출된 형태일 수도 있다. 상기 외피는 폴리프로필렌 중심층의 일면 또는 양면에 존재할 수 있다. 적당한 단열성층은 약 2 내지 6%의 에틸렌을 포함한 에틸렌 프로필렌 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 본문중에서 층(B)로서 사용될 수 있는 또 다른 류의 폴리프로필렌 필름은 미국 특허 제4,377,616호(아쉬크라프트외 다수)에 기재되어 있다. 이러한 류의 필름은 외관상 광택이 있는 불투명한 이축 연신된 중합체 필름 구조이다. 이것은 주로 3층으로 되어 있는데, 그중 중심층은 표면상에 비-공동의 얇은 폴리프로필렌 외피층이 수반된 공동의 폴리프로필렌 중심층이다.
본 발명의 라미네이트는 접착식 라미네이트화 또는 압출식 라미네이트화 방식을 통해 제조할 수 있다. 압출식 라미네이트화 방식에서는 압출기를 통해 용융된 중합체가 라미네이트 될 필요가 있는 두 개의 동적 기질 사이로 운반된다. 상기 기질들은 고무롤 및 냉각롤의 닙에 모아져서 기질 사이에 압착된 용융 중합체에 의해 결합된다. 결합 중합체로는 밀도가 약 0.900 내지 약 0.929인 저밀도의 폴리에틸렌이 바람직하다. 또 다른 효과적인 라미네이팅 물질은 에틸렌-메타크릴산 공중합체 염 전리체이다(DuPont 제공).
접착식 라미네이트화 방식에서는, 연결 접착제층을 통해 두 개층을 결합시킨다. 접착제를 부형제중에 분산시켜 한 기질에 습윤 도포시킨 후 부형제(물 또는 용매)를 건조시켜 제거해낸다. 이어서 2개의 층들을, 예를 들어 가압롤러에 통과시킴으로써 압축 결합시킨다. 접착제는 임의의 수계 아크릴 접착제 또는 용매계 폴리우레탄 접착제가 용이할 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명을 설명하고자 제시한 것이다.
[실시예 1 및 2]
[층(A)]
필름의 95%를 차지하는 HDPE층과 상기 층 두께의 5%를 차지하는 Surlyn 1652(듀퐁사의 에틸렌-메타크릴산 공중합체 염 전리체-단열 물질)층을 공압출 시킴으로써, 최종 두께가 1.1밀인 2개의 이축연신된 필름(1a 및 2a)을 제조하였다. 필름(1a)의 HDPE는 용융 지수가 1이고 밀도가 0.960이다. 필름(2a)의 HDPE는 필름(1a) HDPE(90%)와 용융 지수가 0,45이고 밀도가 0.960인 HDPE(5%)와 용융 지수가 3.0이고 밀도가 0.960인 HDPE(5%)를 혼합한 혼합물이었다. 상기 두층들을 모두 기계 작동 방향으로 1.4배, 그에 교차되는 방향으로 10배 연신시켰다.
[층(B)]
중심층이 폴리부틸렌 테레프탈레이트-공동의 폴리프로필렌이고 얇은 외피층들은 동일한 폴리프로필렌(단, PBT가 포함되지 않음)인 1.25밀의 불투명한 백색 폴리프로필렌 필름(1b)을 수득하였다. 중심부는 필름 두께의 40%를 차지하고 각 외피층은 30%씩을 차지하였다. 상기 필름을 교차 방향으로 8배, 기계 방향으로 5배 연신시켰다. 시판되는 접착제 Adcote-333(부형제중에 분산된 폴리우레탄, Morton Thiokol, Inc, 제품)를 한 표면에 0.12밀 두께로 코팅 처리한 후 부형제를 증발시켰다.
두께가 0.45밀이고 TD로 5배, MD로 8배 이축 연신시킨 제2 폴리프로필렌 필름(2b)을 수득하였다. 이 필름에는 필름(1b)에 적용했던 것과 동일한 접착제를 0.04밀 두께로 코팅 처리하였다.
Adcoyr-333 접착제로써 필름(1a)과 필름(1b)을 함께 라미네이트 처리하였다. 필름을 반대편 가압롤에 통과시킴으로써 라미네이트화시켜 완제된 라미네이트를 제조하였다. 라미네이트 중 설린층은 최외곽부에 위치한다. 필름(2a) 및 (2b)도 마찬가지로 라미네이트 처리하였다.
[실시예 3 내지 5]
이들 실시예에서는 주로 동일한 HDPE 필름을 사용하였고 각각의 경우 각 실시예 1 및 2 에서와 같이 필름의 한면을 설린으로 코팅 처리하였다.
실시예 3의 HDPE 필름을 스테아르아미드 미끄럼제 및 실리카 차단 방지제를 포함한 0.75밀의 동종 중합체 폴리프로필렌 미끄럼 필름에 라미네이트 처리하였다. 이 필름을 TD로 8배, MD로 5배 연신시켰다. 실시예 4의 HDPE 필름에는 양면에 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌-1의 삼중합체의 공압출된 외피가 있는 0.7밀의 폴리프로필렌 동종 중합체를 라미네이트 처리하였다. 외피층들은 각 폴리프로필렌 필름 두께의 4% 씩을 차지한다. TD로 8배 MD로 5배 연신시킨 0.45밀의 동종 폴리프로필렌 필름에 실시예 5의 HDPE를 라미네이트 처리했다. 이들 실시예에서는 밀도가 0.92(Chevron 1017)인 고밀도의 폴리에틸렌을 사용하여 폴리프로필렌 필름에 압축신 라미네이트 처리하였다. 이러한 라미네이트화 방식의 경우에는 용융된 저밀도 폴리에틸렌의 연속 필름을 슬롯 다이로부터 압출시켜 2층(A) 및 (B) 사이에 배치하였다. 상기 샌드위치 형태를 고물롤과 냉각롤 사이로 통과시킴으로써 상기 필름을 효과적으로 라미네이트 처리하였다. LDPE 결합부의 두께는 각각의 경우 약 0.60밀이었다. 이들 필름의 물리적 특성은 하기에 기재한다.
상기 5개의 라미네이트 필름을 Hayssen VFFS기에서 40백/분으로 작동시켰다. 포장용으로서의 시험은 웨브가 파열되지 않는 한에서 연속적으로 수행하였다. 모든 필름에 대한 시험결과 단열 온도는 약 70℉ 이었다.
Claims (7)
- 밀도가 0.960 또는 그 이상인 HDPE를 50 중량% 이상 포함하는 이축 연신된 고밀도의 폴레이텔렌(HDPE) 필름층(A) ; 및 이축 연신된 폴리프로필렌 필름층(B)으로 이루어진 라미네이트를 포함하는 필름합성체.
- 제1항에 있어서, 상기 HDPE가 밀도가 0.960 이상이고 용융 지수가 0.6 내지 1.2인 다량의 제1 HDPE 및 용융 지수가 제1 HDPE와 다른 소량의 제2 HDPE를 포함하는 합성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 HDPE가 용융 지수가 0.5 이상 내지 2.0인 50 내지 98 중량%의 제1 HDPE ; 용융 지수가 0.1 내지 0.5 이상인 1 내지 25 중량%의 제2 HDPE ; 및 용융 지수가 2 이상 내지 8인 1 내지 25 중량%의 제3 HDPE를 포함하고, 상기 모든 HDPE의 밀도가 0.960 이상인 합성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 HDPE 필름이 10 중량% 이하의 미소 결정형 왁스를 포함하는 합성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연신된 폴리프로필렌 필름상에 하나 이상의 단열성 중합체 외피층을 포함하는 합성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층(A)와 층(B)이 함께 압출 라미네이트된 합성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층(A)과 층(B)이 함께 접착식으로 라미네이트된 합성체.
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