KR100270479B1 - 무광택 무연신 적층필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지를 중심층으로 하고 그 양면에 표면층을 공압출하여 적층 필름을 제조하는 데 있어서, 표면층의 한면 또는 양면은 용융지수가 3∼10g/10분인 폴리프로필렌 수지 30∼70 중량부와 용융지수 0.1∼5g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 수지 70∼30 중량부로 이루어진 수지혼합물 100 중량부에 조핵제 및 분산제 각각을 0.1∼1 중량부 혼합하여 이루어진 무광택층인 것을 그 특징으로 한다.

이같이 제조된 무연신 무광택 적층필름은 무연신 필름의 특징과 함께 무광택 필름의 특징을 동시에 가짐으로써 외관이 미려하므로 각종 식품포장재, 의료용 포장재 등으로 유용하다.

Description

무광택 무연신 적층필름

본 발명은 무광택 무연신 적층필름에 관한 것으로서, 무연신 필름의 특징과 무광 필름의 특징을 동시에 가짐으로써 식품용이나 의료용 포장재 등으로 유용한 무광택 무연신 적층필름에 관한 것이다.

종래 폴리프로필렌 필름은 가장 범용성 있는 포장재로서 산업용 및 각종 스낵류 등의 식품포장이나 책표지, 쇼핑백 적층용 등에 사용되어 왔으나 필름표면의 광택으로인해 책표지나 쇼핑백 등의 무늬나 문자의 형태를 정확하게 파악하기 어려울 뿐만 아니라 눈에 상당한 피로감을 주는 문제점을 안고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 필름의 단면 또는 양면에 표면요철을 주어서 필름표면에 입사되는 빛을 난반사시키는 방법이 개발되었다. 이렇게 하여 제조된 무광택 이축연신 폴리프로필렌 필름으로 포장된 포장물은 강열한 빛 아래에서도 무늬나 문자가 선명하게 보이며, 눈의 피로감을 덜어줄 뿐만 아니라 포장물에 고급스러움을 더해준다.

무광택 폴리프로필렌 필름을 제조함에 있어서 필름 표면에 요철을 부여하는 방법으로는 폴리프로필렌에 폴리에틸렌을 블렌딩하는 방법, 기계적인 방법으로 엠보싱(embossing) 롤을 사용하는 방법, 용제에 의한 에칭법(etching) 등으로 다양하다.

그러나, 기계적인 방법에 의해서 만들어진 표면요철은 압출코팅과 같은 후가공공정에서 열이 가해지면 표면요철이 사라져 충분한 무광택 효과를 발현할 수 없어 열이 사용되지 않는 용도로 한정될 수 밖에 없었다.

또한, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 적층한 필름, 폴리프로필렌에 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌,선형 저밀도 폴리에틸렌 등을 블렌딩한 것을 적층한 필름등이 개발되어 있으나, 이와같은 무광택 필름은 무광택성이 불충분하며 충분한 무광택성을 부여하기 위해서는 무광택층을 두껍게 하지 않으면 안되며, 이렇게 하면 전광선 투과율이 저하되어 포장물의 무늬나 문자가 흐려지는 결점이 있다.

뿐만 아니라 상기와 같은 무광택 적층필름은 연신된 필름으로서 필름을 연신하는 경우 연신필름이 갖는 장점 즉, 광학적 특성이나 기계적 강도 등이 향상되지만 인열강도나 충격강도는 낮아지는 문제점도 있었다.

그러나, 지금까지는 무광택표면층에 이용되는 수지를 미세하고 고르게 분산시키기가 어려워 무연신 필름에 무광효과를 부여하는데 있어서 난점이 있었고 이로인해 연신하여 무광택 적층필름을 제조할 수 밖에 없었다.

본 발명의 목적은 무연신 폴리프로필렌 필름에 무광 효과를 부여하여 무연신 필름이 갖는 신장성, 인열강도, 충격강도 등을 보유하는 무광택 무연신 적층필름을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 무연신 무광택 필름의 무광택면에 알루미늄 증착가공을 실시함으로써 표면 시각효과를 증진시키고 무광 증착이 갖는 미려함을 이용하여 인쇄, 포장산업 및 이미지제품에 유용한 무광택 무연신 적층필름을 제공하는 데 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 무광택 무연신 적층필름의 단면도이고,

도 2 는 본 발명에 따라 알루미늄 증착된 무광택 무연신 적층필름의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11, 111 - 중심층 12, 112 - 무광택층

13, 113 - 광택층 200 - 알루미늄 증착층

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무광택 무연신 적층필름은 폴리프로필렌 수지를 중심층으로 하여 그 양쪽면에 표면층을 공압출한 3층 구조의 필름으로서, 상기 표면층의 한면 또는 양면은 용융지수 3∼10g/10분인 폴리프로필렌 수지 30∼70 중량부와 용융지수 0.1∼5g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 수지 70∼30 중량부로 이루어진 수지 혼합물 100 중량부에 조핵제 및 분산제 각각을 0.1∼1 중량부 첨가하여 이루어진 무광택층인 것을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 필름에 무광효과를 발휘하는 수지혼합물의 경우 마스터 배치(master batch) 공법으로 펠렛화하여 사용하는 바, 이는 용융지수 3∼10g/10분인 폴리프로필렌 수지 30∼70 중량부와 용융지수 0.1∼5g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 수지 70∼30 중량부로 이루어진 수지혼합물 100 중량부에 조핵제 및 분산제를 0.1∼1 중량부 혼합하여 이루어진 것이다.

여기서, 폴리프로필렌 수지의 용융지수가 상기 범위를 벗어나면 압출기내에서 수지의 흐름성이 나빠져 필름성형에 문제가 발생될 우려가 있고, 고밀도 폴리에틸렌 수지의 용융지수가 상기 범위를 벗어날 경우에도 상기와 같은 문제가 발생될 수 있다.

그리고, 폴리프로필렌 수지의 함량이 수지혼합물 중 30 중량부 미만이면 무광효과는 우수하나 전광선투과율이 저하되고, 70 중량부 초과면 흐림도가 나빠져 적절한 무광효과를 발휘하는데 문제가 발생될 수 있다.

그리고, 조핵제 및 분산제의 함량은 상기 수지혼합물 100 중량부에 대하여 0.1∼1 중량부, 바람직하게는 0.3∼0.8 중량부이다.

만일, 조핵제 및 분산제의 함량이 각각 0.1 중량부 미만이면 필름 전반에 물결무늬가 발생되고 미분산될 우려가 있으며, 1 중량부 초과면 미용융되거나 피쉬-아이(fish-eye) 등이 발생된다.

이와같이 이루어진 무광택층을 통상의 포장재 제조에 사용되는 폴리프로필렌 중심층의 일면 또는 양면에 공압출하면 본 발명의 무연신 무광택 적층필름을 얻을 수 있는 바, 이때 무광택층의 두께는 필름 총 두께의 10∼30%, 바람직하게는 15∼25%인 것이 바람직하다.

만일, 무광택 효과를 발휘하는 필름층의 두께가 전체 필름 총 두께의 10% 미만이면 흐림도가 낮아져 무광효과가 부족하고, 40% 초과면 흐림도는 양호한 반면 전광선 투과율이 낮아지는 단점이 있다.

한편, 무연신 무광택 적층필름에 있어서 표면의 시각효과를 증진시키기 위해 통상의 방법에 따라 무광택층 상에 알루미늄 증착가공을 수행할 수 있는 바, 이때 증착막 두께는 50∼500Å, 바람직하게는 100∼300Å인 것이 좋다. 만일, 증착막 두께가 50Å 미만일 경우 차단성이 저하되고, 500Å 초과면 알루미늄층이 일정층 이상되어 차단성면에서 동일한 효과가 나타나므로 첨가의 의미가 없고 알루미늄 과다 사용으로 인해 경제적 부담이 커지는 문제점이 있다.

그밖에 본 발명의 무연신 무광택 적층필름을 제조함에 있어서, 필름 제조시에 통상 첨가되는 첨가제를 첨가할 수 있는 바, 일예로는 산화방지제, 대전방지제 또는 안정제 등을 본 발명의 특성을 저해하지 않는 범위내에서 첨가할 수 있다.

본 발명에 따라 무광택 수지를 사용하여 무연신필름으로 압출하여 제조된 무광택 무연신 적층필름은 흐림도가 60% 이상이고, 전광선 투광율이 90% 이상인 필름으로서, 각종 식품포장재, 의료용 포장재 등에 적용할 수 있고, 외관이 미려하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

중심층을 형성하기 위해 폴리프로필렌 수지를 압출기에 넣고, 무광표면층으로 용융지수가 7g/10분인 폴리프로필렌 공중합체 55 중량부, 용융지수가 2g/10분인 고밀도 폴리에틸렌수지 45 중량부로 된 수지혼합물 100 중량부에 조핵제 및 분산제 0.5중량부를 혼합한 것을 사용하여 무광표면층의 두께가 전체 필름 두께의 20% 되도록 25㎛ 두께의 무연신 무광택 필름을 제조하였다.

제조된 필름의 단면은 도 1에 나타낸 바와 같다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 얻어진 무연신 무광택 필름의 무광표면층에 진공증착기를 이용하여 10^-4Torr의 진공상태에서 매분당 600m 속도로 알루미늄 증착가공을 행하여 증착막 두께 300Å인 무광 증착 무연신필름을 제조하였다.

제조된 필름의 단면은 도 2에 나타낸 바와 같다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층을 구성하는 수지혼합물로 폴리프로필렌 공중합체 80 중량부와 고밀도 폴리에틸렌 수지 20 중량부의 혼합물을 사용하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층을 구성하는 수지혼합물로 폴리프로필렌 공중합체 20 중량부와 고밀도 폴리에틸렌 수지 80 중량부의 혼합물을 사용하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층에 있어서 조핵제 및 분산제의 첨가량을 각각 0.01 중량부로 하였다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층에 있어서 조핵제 및 분산제의 첨가량을 각각 10 중량부로 하였다.

비교예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층의 두께가 전체 필름 두께의 5% 되도록 제조하였다.

비교예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하되, 다만 무광표면층의 두께가 전체 필름 두께의 35%로 되도록 제조하였다.

비교예 7

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 무광 증착 무연신 필름을 제조하되, 다만 알루미늄 증착막 두께를 20Å로 하여 제조하였다.

비교예 8

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 무광 증착 무연신 필름을 제조하되, 다만 알루미늄 증착막 두께를 800Å로 하여 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1 및 비교예 1∼6에 따라 제조된 필름에 대하여 흐림도, 전광선 투과율, 무광택면의 광택도 및 필름외관을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

여기서, 흐림도 및 전광선투과율, 광택도는 ASTM D1003의 방법으로 일본 덴쇼쿠(NIPPON DENSHOKU)의 글로스 미터(gloss meter) 및 헤이즈 미터(haze meter)를 이용하여 측정하였고 필름외관은 가로 세로 각 2m의 필름 샘플을 채취하여 형광등 불빛에서 눈으로 확인시에 수지의 미분산상이나 피쉬아이(fish-eye) 및 이물질 등의 유무로 측정하였다.

	흐림도(%)	전광선 투과율(%)	무광택면의 광택도(%)	필름외관
실시예 1	73	92	11	양호
비교예	1	43	88	29	얼룩무늬 발생
	2	88	75	8	얼룩무늬 발생
	3	72	91	10	얼룩무늬 발생
	4	81	77	12	얼룩무늬 발생
	5	79	85	19	얼룩무늬 발생
	6	77	90	5	양호

상기 표 1의 결과로부터 본 발명에 따른 무광택 무연신 적층필름의 경우 무광택층의 조성이나 두께가 본 발명의 범위를 벗어나는 경우에 비하여 흐림도가 높고, 전광선 투과율이 높아 포장물의 무늬나 문자의 선명도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 필름 외관도 우수함을 알 수 있다. 그리고, 무광택 특성이 잘 나타남을 알 수 있다.

실험예 2

상기 실시예 2 및 비교예 7∼8에 따라 제조된 무광 증착 무연신 필름에 대하여 산소차단성, 알루미늄 접착강도를 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

여기서, 산소차단성은 산소 투과도 테스터기(MODERN CONTROLS사 제품, oxygen permeability tester)를 이용하여 ASTM D3985에 의거한 방법으로 측정하였고, 알루미늄 접착강도는 아이오노머(ionomer) 필름을 이용하여 무광증착면에 열접착시키고 인장시험기에서 박리시켰을 때의 강도를 측정한 것으로서, 이때 열접착기기는 히트 그래디언트(TOYO SEIKI사 제품, heat gradient)를 이용하여 열접착온도는 135℃, 압력은 1기압, 열접착시간은 0.5초로 설정하여 두 필름을 열접착시키고 인장시험기에서 분당 200㎜속도로 분리시켰을 경우의 강도를 측정하였다.

	산소 차단성(㏄/㎡/Day)	알루미늄 접착강도(g/25㎜)
실시예 2	70	180
비교예 7	260	220
비교예 8	60	150

상기 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 무연신 무광택 적층필름에 알루미늄 증착가공을 실시할 경우 증착층의 두께가 본 발명의 범위를 벗어나는 경우에 비하여 산소차단성이 우수하고 알루미늄 접착강도가 뛰어남을 알 수있고 일반적인 무연신 증착필름과는 달리 무광택면에 증착가공을 행함으로써 무광증착이 갖는 독특하고 미려한 외관을 나타낼 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 폴리프로필렌 수지를 중심층으로 하고 한면 또는 양면에 폴리프로필렌 공중합체와 고밀도 폴리에틸렌 수지, 조핵제 및 분산제를 첨가하여 이루어진 무광택층을 구비하여 공압출한 무광택 무연신 적층필름은 무연신 필름의 특징과 무광택 필름의 특징으로 동시에 가지며, 여기에 알루미늄 증착을 행하는 경우 보다 표면층의 시각효과를 증진시킬 수 있으며, 외관이 미려하여 식품포장재나 의료용 포장재로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 폴리프로필렌 수지를 중심층으로 하고 그 양면에 표면층을 공압출하여 적층 필름을 제조하는 데 있어서,

   표면층의 한면 또는 양면은 용융지수가 3∼10g/10분인 폴리프로필렌 수지 30∼70 중량부와 용융지수 0.1∼5g/10분인 고밀도 폴리에틸렌 수지 70∼30 중량부로 이루어진 수지혼합물 100 중량부에 조핵제 및 분산제 각각을 0.1∼1 중량부 혼합하여 이루어진 무광택층인 것을 특징으로 하는 무광택 무연신 적층필름.
2. 제 1 항에 있어서, 흐림도가 60% 이상이고, 전광선 투광율이 90% 이상이며, 무광택층의 광택도가 20% 이하인 것임을 특징으로 하는 무광택 무연신 적층필름.
3. 제 1 항에 있어서, 무광택층의 두께는 전체 필름 두께 중 10∼30%인 것임을 특징으로 하는 무광택 무연신 적층필름.
4. 제 1 항에 있어서, 무광택층 표면상에 알루미늄 증착층을 적층하여 제조된 것을 특징으로 하는 무광택 무연신 적층필름.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 알루미늄 증착층의 두께는 50∼500Å인 것임을 특징으로 하는 무광택 무연신 적층필름.