KR100768561B1 - 포장재용 튜브형 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장재용 합성수지 튜브형 필름에 관한 것으로, 합성수지가 튜브 형태로 압출성형 된 후 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 눌려져 제조되는 튜브형 필름에 있어서, 필름이 단층인 경우는 전층 또는 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되는 것을 특징으로 한다. 또한 필름의 내층 면이 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5 ~ 70%, 돌기가 길게 형성되지 않은 영역이 30 ~ 95%로 구성되고 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 일정간격으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 튜브형 필름은 투시성이 우수할 뿐만 아니라 동시에 안티블러킹성이 우수하여 의약품, 의료용품, 식품 등 포장재에 유용하게 사용된다.

튜브형 필름, 나노 크기 입자, 돌기, 투시성, 안티블러킹성, 포장재

Description

포장재용 튜브형 필름 및 이의 제조방법{Tube type film for package and manufacturing method thereof}

도 1은 압출가공을 하는 통상의 튜브 필름 성형장치를 개략적으로 도시한 구성도

도 2는 튜브형 필름 성형장치에서 본 발명에 따른 원형다이를 개략적으로 도시한 평면도

도 3은 본 발명에 따라 제조된 합성수지 튜브형 필름의 단면도

도 4는 본 발명에 따라 제조된 톱니 모양 돌기를 가진 튜브형 필름과 내용물을 담은 내부 백의 필름 외측면과의 접촉 상태 단면도

도 5는 본 발명에 따라 제조된 튜브형 필름 일예의 단면도(돌기가 길게 형성된 영역이 일정 간격으로 존재)

도 6은 본 발명에 따라 제조된 튜브형 필름 일예의 단면도(돌기가 길게 형성된 영역이 어느 한쪽으로 편재하여 존재)

-도면의 주요 부분에 대항 설명-

10 : 압출기 12 : 호퍼

14 : 실린더 20 : 원형다이

30 : 에어링 40 : 누름판

50 : 롤러

21 : 내측다이 22 : 외측다이

23 : 갭 24 : 톱니형 돌기

25 : 공기주입홀

100 : 미세줄 200 :매끄러운 부분

300 : 내부막

본 발명은 투시성 및 안티블러킹성이 동시에 우수한 포장재용 합성수지 튜브형 필름, 보다 상세하게는 의약품, 의료용품, 식품 등 각종 내용물 포장 시 내용물의 관찰이 용이한 투시성 및 포장 개봉시 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있는 안티블러킹성이 우수한 포장재용 합성수지 튜브형 필름에 관한 것이다.

올레핀계 수지, 에스테르계 수지, 아마이드계 수지 등 합성수지는 필름으로 형성되어 각종 산업용 포장재로서 널리 사용되고 있다. 특히 값싼 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 올레핀계 수지는 수액, 항생제 등 의약품, 주사기, 투석기 등과 같은 의료용품, 가공식품, 야채 등 식품 등 각종 산업용 포장재로 보다 폭넓게 사용되고 있다.

보다 구체적인 예를 들면 의약품 중 하나인 수액은 통상 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 한 다층 구조의 필름으로 형성된 백으로 포장되고 다시 이러한 수액이 담긴 백을 통상 값싼 고밀도 폴리에틸렌계 합성수지로 된 튜브상 필름을 열봉합을 통해 백 형태로 만들어 오버랩(overwrap) 포장이 되고 최종적으로 121℃에서 멸균처리되어 소비자에게 공급되고 있으며, 소비자인 의료업계 종사자는 백 형태의 오버랩 포장재를 찢어버리고 내부 수액용 백을 꺼내어 환자에게 사용하게 된다.

그런데 내부 수액용 백 외면과 외부 오버랩 포장재의 내면 간에 블러킹 현상이 발생하여 내부 수액용 백을 꺼내기 어려운 큰 문제가 빈번히 발생하였다. 특히 열처리를 그다지 필요로 하지 않는 식품 포장재 경우와는 달리 수액과 같은 의약, 의료용 기구 등 포장 경우 통상 멸균공정을 거치므로 내열성이 부족한 올레핀계 수지를 포장재료로 사용하는 경우 이러한 블러킹 현상이 극심하게 발생하여 이에 대한 해결이 시급해졌다.

이러한 문제를 해결하는 방법으로서 대한민국 특허등록 제2005-0520107호에서와 같이 용융된 합성수지를 원형다이의 내측다이와 외측다이의 사이로 통과시켜 튜브 형태로 압출성형 함에 있어, 내측다이의 출구부쪽 원주상에 원주방향을 따라 전체적으로 다수개의 돌기를 만들어 튜브형 필름의 내면에 기계방향으로 다수개의 요홈을 길게 형성시킨 튜브형 필름이 제안되었다.

그러나 이러한 튜브형 필름은 상기 블러킹 문제를 해결하는 데에는 상당한 효과가 있으나 불행히도 다수개의 요홈에 의한 빛의 산란현상으로 내용물의 상태를 파악할 수 있는 투시성이 극도로 악화되는 새로운 문제가 대두되어 이에 대한 해결 이 시급해졌다. 특히 안전성 확보가 극도로 요구되는 의약품 경우 포장 시 만에 하나 이물이 혼입 시 심각한 문제가 발생하므로 수차에 걸친 검사공정을 거치는데 이를 위해서는 내용물의 이물 혼입 등 상태를 잘 관찰할 수 있는 투시성 확보는 더욱더 중요하므로 이에 대한 획기적인 그 대안의 출현이 절실히 요청되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.

즉, 본 발명은 투시성 및 안티블러킹성이 동시에 우수한 포장재용 합성수지 튜브형 필름, 보다 상세하게는 의약품, 의료용품, 식품 등 각종 내용물 포장 시 내용물의 관찰이 용이한 투시성 및 포장 개봉 시 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있는 안티블러킹성이 동시에 우수한 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

보다 구체적으로 본 발명은 투시성 및 안티블러킹성을 확보하기 위하여 돌기의 형태를 미세한 톱니모양으로 하였으며, 수 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기의 미세한 톱니모양의 미세줄을 일정간격으로 필름 면적의 5 ~ 70%만 형성시키고, 나머지 30 ~ 95%는 미세줄이 형성되지 않도록 함으로써 투시성을 확보하면서도 톱니모양에 의해 안티블러킹성이 종래발명들에 비하여 개선된 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 합성수지에 나노미터 크기의 무기입자를 분산시켜, 표면에 미세한 거칠음을 부여함으로써 내부백과의 기밀성뿐만 아니라 톱니 형태의 형태적 특성을 보다 향상시킨 안티블러킹성이 우수한 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 합성수지가 튜브 형태로 압출성형 된 튜브형 필름에 있어서, 상기 필름이 한 층인 경우는 전 층에, 상기 필름이 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노미터 크기의 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되는 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 합성수지가 튜브 형태로 압출성형 된 튜브형 필름에 있어서, 상기 서로 마주접한 튜브형 필름의 내면에 인출방향으로 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 형성된 면적이 5 ~ 70%, 돌기가 형성되지 않은 면적이 30 ~ 95%인 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것이다. 보다 바람직하게는 상기 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역간의 간격이 5mm이상인 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것이다. 상기 돌기는 일정 간격으로 형성되거나 또는 튜브형태로 압출되는 면적의 1/2인 반원에만 형성되는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 또 다른 양태는 합성수지가 튜브 형태로 압출성형 된 튜브형 필름에 있어서, 상기 필름이 한 층인 경우는 전 층에, 상기 필름이 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되고, 동시에 상기 서로 마주접한 튜브형 필름의 내면에 인출방향으로 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 형성된 면적이 5 ~ 70%, 돌기가 형성되지 않은 면적이 30 ~ 95%로 구성되고, 상기 돌기는 일정 간격으로 형성되거나 또는 튜브형태로 압출되는 면적의 1/2인 반원에만 형성되는 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름을 제공하는 것이다.

본 발명자는 합성수지 중 혼합된 나노 크기 무기입자가 우리 인간의 해상능력상 투명하게 보여 투시성의 손상이 없음에도 불구하고 표면에 미세한 돌기를 형성하여 내부막과의 기밀성이 유지됨과 동시에 안티블러킹성을 획기적으로 발현시키며, 또한 필름 내면 전면에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 종래의 기술과는 달리 보다 효과적인 형상, 가령 톱니 형상과 같은 다수개의 돌기에 의한 미세 줄이 필름 내면 일부 적정 범위의 영역에만 형성되게 함으로써 안티블러킹성 및 투시성이 동시에 확보됨을 발견하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 사용되는 나노 크기 무기입자는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토 등을 들 수 있으며, 이들 단독 또는 이들의 혼합물이 사용된다. 무기입자의 형태로서는 판상, 침상, 구상 등이 있으나, 구상이 가장 바람직하며, 그 평균입경은 500nm 이하, 구체적으로는 1 ~ 500nm이고, 바람직하기로는 100nm 이하, 구체적으로 는 10 ~ 100nm의 것이고, 표면이 코팅된 것이나, 고급지방산, 왁스 등과 같은 분산제를 처방하여 분산성을 향상시키는 것도 좋다.

본 발명에 있어서 상기 합성수지는 올레핀계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아마이드계 수지, 카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 스틸렌계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 단독중합체 또는 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 등과 같은 올레핀계 수지는 값싸고 무색, 무취의 안전성이 좋아 의약품 및 의료용품 포장재로 적합하고, 수액용 오버랩 포장재로는 값싸고 어느 정도 멸균내열성이 있는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 올레핀계 수지가 매우 적합하다. 보다 바람직하게는 올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌을 50 ~ 95중량% 사용하고, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐에서 선택되는 어느 하나를 5 ~ 50 중량% 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 합성수지 필름상에 미세 돌기를 형성하는 나노 크기 무기입자의 첨가량은 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부, 바람직하기로는 0.005 ~ 1중량부로 혼합하는 것이 좋다. 나노 크기 무기입자의 첨가량이 0.001중량부 미만일 경우 원하는 안티블러킹성 확보가 곤란하고 5중량부를 초과할 경우는 투시성이 나빠질 우려가 있다. 비록 첨가하는 무기입자가 우리 눈에 보이지 않는 나노 크기이지만 합성수지 내에서 분산상태가 나쁘면 무기입자의 뭉침 현상으로 입자 크기가 커져 우리 눈에 관측되어 투시성이 나빠지고 효과적인 안티블러킹성 확보도 곤란해 질 우려가 있다. 따라서 분산을 잘 시켜야 하는데, 원하는 첨가량보다 고농도로 나노 크기 무기입자를 합성수지 내에 분산시킨 마스터뱃치를 만든 뒤 합성수지를 첨가 희석하여 최종 첨가하고자 하는 첨가량을 맞추는 것이 바람직하다. 고농도의 마스터뱃치를 제조하는 방법으로는 통상의 단축 스크류 압출기, 2축 스크류 압출기, 믹싱롤, 밤바리믹서, 니더 등 혼련기를 사용하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 합성수지내에 나노 크기 무기입자가 아닌 통상의 다른 첨가제 가령 윤활제를 첨가하여 포장 개봉 시 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있는 안티블러킹성을 향상시킬 수 있다. 그러나 가령 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 합성수지로 된 수액용 오버랩 포장재의 경우 121℃에서 멸균처리되는 동안에 유기윤활제가 필름 표면에 심하게 나와 오히려 수액을 담은 내부 백과 심하게 블러킹되는 현상이 나타날 수 있으므로 유의할 필요가 있다. 따라서 합성수지 100중량부에 대하여 0.001 ~ 2 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 투시성과 안티블러킹성을 동시에 확보할 수 있는 또 하나의 방법으로는 합성수지가 튜브 형태로 압출 성형된 후 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 눌려져 제조되는 필름에 있어서, 필름의 내면에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 일부만 존재하게 하는 것이다. 이렇게 함으로써 돌기가 길게 형성되지 않는 영역을 통해 내용물의 상태를 확인할 수 있도록 투시성을 확보할 수 있고, 동시에 돌기가 길게 형성된 영역을 통해 안티블러킹성을 확보할 수 있다. 필름 내면에 존재하는 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역의 범위는 5 ~ 70%, 바람직하기로는 10 ~ 50%로 하는 것이 좋다. 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5% 미만일 경우 투시성은 우수하나 원하는 안티블러킹성 확보가 곤란하고, 70%를 초과하는 경우는 안티블러킹성은 우수하나 원하는 투시성 확보가 곤란해 질 우려가 있다. 또한 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역간의 간격이 5mm이상, 바람직하기로는 10mm이상인 것이 좋다. 그 상한은 필름의 크기에 따라서 미세줄이 형성된 면적이 5 ~ 70% 범위가 되도록 조절하여 사용할 수 있으므로 한정하지 않는다. 그 간격이 5mm 미만일 경우에는 원하는 투시성 확보가 어려워질 우려가 있다. 이러한 간격은 합성수지의 종류, 튜브형 필름으로 된 포장재의 크기, 내용물의 크기 등 여러 가지 인자를 고려하여 적정히 선정하면 된다. 가령 투명성이 우수한 합성수지 경우에는 그 간격을 크게 하지 않아도 충분한 투시성 확보가 가능하기 때문에 그 간격을 굳이 크게 할 필요가 없다.

또한 상기 나노 크기입자가 함유된 합성수지 조성물을 사용하는 방법과 필름의 내면 일정 영역에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성되게 하는 방법을 동시에 도입하면 보다 효과적일 수 있다.

이하, 상기 본 발명에 의한 필름을 제조하기 위한 방법을 보다 자세히 설명한다. 도 1은 압출 가공을 이용하는 튜브 필름 성형장치를 개략적으로 도시한 것으로, 이를 참고하여 본 발명의 튜브 필름을 제조하는 과정을 간단히 설명하면 다음 과 같다.

먼저 혼련기를 이용하여 고농도의 나노 크기 무기입자가 함유된 합성수지 마스터뱃치를 제조한다. 여기에 합성수지 펠렛을 드라이 블랜딩하여 적정 조성의 나노 크기 무기입자가 함유된 합성수지 조성물 펠렛을 얻는다. 얻어진 조성물 펠렛을 단층필름 경우 전층 또는 다층필름 경우 내층용 원료로 하여 호퍼(12)를 통해 압출기(10)에 투입하고, 실린더(14)를 통해 용융압출하여 원형다이(20)로 통과시켜 용융 압출하여 중앙에 공기주입홀을 가지며 내측다이와 외측다이로 구성된 원형 다이에서 내측다이와 외측다이의 갭을 통해 빠져 나오게 될 때 내측 다이의 공기주입홀를 통해 합성수지 내부에 공기를 넣어주게 되는데 이와 같이 원형다이로부터 빠져나오는 합성수지 내부에 일정량을 주입함에 의해 튜브형 필름이 성형된 후 팽창된 상태로 이송된다. 상기와 같이 성형과 동시에 팽창된 튜브형 필름은 원형을 유지하면서 공기를 뿜어주는 에어링(30)을 통과하면서 공냉되거나, 공냉 후 냉각수를 통과하여 수냉된 후 인취장치의 누름판(V자 형상 누름판, 40)으로 도달되어 평판 형태로 눌려져 결국 두 겹의 필름이 겹쳐진 형태의 튜브 필름 원단이 완성된다. 이렇게 제조된 필름은 롤러(50)를 통해 권취기로 이송되어 감아 보관되게 완성된다.

즉, 본 발명의 튜브 필름의 제조방법에 대하여 설명하면, 일 양태로

a) 수지와 나노미터 크기 무기입자가 혼합된 펠렛 형태의 합성수지 조성물을 단층필름 경우 전층 또는 다층필름 경우 내층용 원료로 하여 호퍼를 통해 압출기에 투입하는 단계;

b) 상기 합성수지 펠렛을 용융 압출하여 원형다이의 내측다이와 외측다이 사 이로 통과하여 튜브형 필름을 성형하는 단계;

c) 상기 튜브형 필름을 공냉 또는 수냉 방식으로 냉각시키는 단계;

d) 상기 냉각된 튜브형 필름을 누름판을 통해 눌러서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 제조하는 단계;

e) 상기 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 제조된 튜브형 필름을 권취기를 통해 감아 보관하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 포장재용 합성수지 튜브형 필름의 제조방법을 제공한다.

또 다른 양태로는,

a) 합성수지 펠렛을 호퍼를 통해 압출기에 투입하는 단계;

b) 상기 합성수지 펠렛을 용융 압출하여 원형다이의 내측다이와 외측다이 사이로 통과하여 인출되며, 상기 내측다이 테두리에 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 일정 간격으로 면적의 5 ~ 70%로 형성되거나 또는 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하도록 형성되어, 인출방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 튜브형 필름을 성형하는 단계;

c) 상기 튜브형 필름을 공냉 또는 수냉 방식으로 냉각시키는 단계;

d) 상기 냉각된 튜브형 필름을 누름판을 통해 눌러서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조하는 단계;

e) 상기 두겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조된 튜브형 필름을 권취기를 통해 감아 보관하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 포장재용 합성수지 튜브형 필름의 제조방법을 제공한다.

또 다른 양태로는,

a) 수지와 나노미터 크기 무기입자가 혼합된 펠렛 형태의 합성수지 조성물을 단층필름 경우 전층 또는 다층필름 경우 내층용 원료로 하여 호퍼를 통해 압출기에 투입하는 단계;

b) 상기 합성수지 펠렛을 용융 압출하여 원형다이의 내측다이와 외측다이 사이로 통과하여 인출되며, 상기 내측다이 테두리에 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 일정 간격으로 면적의 5 ~ 70%로 형성되거나 또는 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하도록 형성되어, 인출방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 튜브형 필름을 성형하는 단계;

c) 상기 튜브형 필름을 공냉 또는 수냉 방식으로 냉각시키는 단계;

d) 상기 냉각된 튜브형 필름을 누름판을 통해 눌러서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조하는 단계;

e) 상기 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조된 튜브형 필름을 권취기를 통해 감아 보관하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 포장재용 합성수지 튜브형 필름의 제조방법을 제공한다.

이하 필름의 내면이 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5 ~ 70%, 돌기가 길게 형성되지 않은 영역이 30 ~ 95%로 구성되고 기계방향으로 다수개 의 돌기가 길게 형성된 영역간의 간격이 5mm이상의 일정 간격으로 면적의 5 ~ 70%로 형성되거나 또는 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하는 형상으로 이루어진 본 발명에 의한 튜브형 필름을 제조하기 위한 방법을 보다 자세히 설명한다.

필름 내면에 돌기가 길게 형성되는 방법을 좀 더 자세히 설명하면 용융된 합성수지를 도 2와 같이 원형다이의 외측다이(22)와 공기주입홀(25)이 설치된 내측다이(21) 사이의 갭(23)으로 통과시켜 튜브 형태로 압출성형하고 냉각, 인취함에 있어서, 내측다이(21) 출구부쪽 원주상 즉, 외연에 적정 범위의 영역에 걸쳐 요철을 갖는 톱니형태의 돌기(24)를 가공해 놓으면 도 3과 같이 톱니형태의 돌기가 형성된 영역을 따라서 필름 내면에 기계방향으로 마치 미세 줄(100)이 있는 것처럼 길게 형성되고 내측다이 출구부쪽 원주상에 돌기 또는 홈이 없던 영역은 미세 줄이 전혀 없는 매끄러운 모양(200)으로 성형된다. 돌기 또는 홈에 의한 미세 줄과 같은 튜브형 필름 내면의 돌기의 형상은 어느 것도 무방하나 톱니 모양 돌기를 가진 미세줄(100)이 형성된 튜브형 필름과 내용물을 담은 내부 백의 필름(300) 외측면과의 접촉 상태 단면도인 도 4에서 잘 볼 수 있듯이 톱니 모양이 내용물을 담은 내부 백의 필름 외측면과의 접촉면적이 극도로 적어져 효과적으로 안티블러킹성이 발현될 수 있다. 이때 상기 요철을 갖는 톱니형태의 돌기는 수 나노미터 내지 수 마이크로미터, 보다 구체적으로는 돌기가 형성되는 영역이 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하는 경우에는 그 돌기가 형성되는 영역의 길이가 튜브의 크기에 의존하므로 그 길이를 구체적으로 정의하기 어려우나, 돌기가 길게 형성된 영역이 일정간격으로 존재하는 경우에는 반복되는 그 돌기가 길게 형성되는 영역의 길이가 2mm 이상 좋기로는 5mm ~ 20mm 범위로 하는 것이 안티블러킹성 확보에 효과적이며, 톱니 형태의 돌기는 돌기 하나당 폭(a)이 0.01 ~ 5㎛, 돌기의 높이(b)는 100nm ~ 5㎛ 범위로 하여 눈에 띄지 않는 미세돌기가 형성되도록 하는 것이 투명성을 유지함과 동시에 안티블러킹성 확보에 더욱 바람직하다.

또한 도 5와 같이 본 발명에 따른 원형다이(20a)는 톱니형태의 돌기(24)가 길게 형성된 영역이 5mm 이상의 일정 간격으로 존재하는 것을 사용하여, 돌기가 일정 간격으로 형성된 튜브형 필름을 제조할 수 있으며, 도 6과 같이 본 발명에 따른 원형다이(20b)는 톱니형태의 돌기(24)가 길게 형성된 영역이 극단적으로 어느 한쪽으로 편재, 즉 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하는 형상으로 존재하는 것을 사용하는 것도 좋다.

또한 상기 나노 크기입자가 함유된 합성수지 조성물을 사용하는 방법과 필름의 내면 일정 영역에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성되게 한 방법을 동시에 도입한 경우를 설명하면, 나노 크기 무기입자가 혼합된 합성수지 조성물 펠렛을 단층필름 경우 전층 또는 다층필름 경우 내층용 원료로 하여 호퍼를 통해 압출기에 투입하고, 용융 압출한 뒤 원형 다이의 내측다이 출구부쪽 원주상에 다수개의 돌기 또는 홈이 있는 영역이 5 ~ 70%로 구성되고 돌기 또는 홈이 있는 영역간의 간격이 5mm이상인 형상을 가진 원형 다이를 통해 인출되면서 필름 내면에 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5 ~ 70%, 돌기가 길게 형성되지 않은 영역이 30 ~ 95%로 구성되고 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역간의 간격이 5mm이상인 형상으로 튜브를 성형하고 이를 공냉 또는 수냉 방식으로 냉각시킨 뒤 V자 형상 누름판 을 통해 눌러서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조하고 권취기를 통해 감아 보관하게 되어 완성된다.

이렇게 얻어진 본 발명에 의한 합성수지 튜브형 필름은 의약품, 의료용품, 식품용 포장재로서 유용하게 사용될 수 있다. 특히 수액과 같은 의약품 오버랩 포장재에 매우 적합하게 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의한 합성수지 튜브형 필름은 합성수지가 튜브 형태로 압출 성형된 후 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 눌려져 제조되는 튜브형 필름에 있어서, 필름이 단층인 경우는 전층 또는 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 합성수지중 혼합된 나노 크기 무기입자가 우리 인간의 해상능력상 투명하게 보여 투시성의 손상이 없음에도 불구하고 표면에 미세한 돌기를 형성하여 안티블러킹성을 획기적으로 발현시키며, 또한 본 발명에 의한 합성수지 튜브형 필름은 합성수지가 튜브 형태로 압출 성형된 후 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 눌려져 제조되는 필름에 있어서, 필름의 내면이 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5 ~ 70%, 돌기가 길게 형성되지 않은 영역이 30 ~ 95%로 구성되고 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역간의 간격이 5mm이상인 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것으로서 필름 내면 전면에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 종래의 기술과는 달리 보다 효과적인 형상, 가령 톱니 형상과 같은 다수개의 돌기에 의한 미세 줄이 필름 내면 일부 적정 범위의 영역에만 형성되게 함으로써 안티블러킹성 을 확보하고 상기 미세 줄이 없는 영역에 의한 투시성이 동시에 확보하게 된 실로 획기적인 것이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명하고자 한다. 하기의 실시예는 하나의 예시일 뿐 실시예에 한정하지 않는다.

하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 합성수지 튜브형 필름에 대한 안티블러킹성 및 투시성 등을 다음과 같이 측정하였다.

1ℓ의 수액을 내용물로 하고 이를 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 한 다층 구조의 필름(두께 200μm, 케미타운사제, 상품명 Mediroll)으로 포장한 백을 준비하였다. 튜브형 필름 시편(두께 100μm, 직경 110mm)을 백 모양의 오버랩 포장재로 하여 상기 수액용 내부 백을 포장하고, 이어서 121℃에서 30분간 멸균처리하고 상온에서 2일간 방치한 후 내부 백의 관찰용이성으로 투시성을 4단계로 평가하고 또한 튜브형 필름 시편을 사용한 오버랩 포장재를 찢고 수액용 내부 백을 꺼내는 작업 용이성으로 안티블러킹성을 4단계로 평가하였다.(◎ 우수, ○ 양호, △ 보통, X 불량)

[실시예 1]

나노 크기 무기입자로서 평균 입경 80nm의 실리카(Degussa사제 Aerosil OX50, 나노입자 A)를 준비하였다. 합성수지로서 펠렛상태의 용융지수(190℃, 2.16Kg) 0.07g/10min, 밀도 0.956g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌(ExxonMobil사제 HTA108, 수지 A) 및 용융지수(190℃, 2.16Kg) 1.0g/10min, 밀도 0.924g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌(삼성토탈사제 431G, 수지 B)를 준비하였다. 나노입자 A 30중량부, 수지 A 70중량부의 비율로 혼합한 뒤 이를 스크류 직경 120mm이고, L/D 32인 2축 스크류 압출기에 주입하고 용융 압출시켜 펠렛상태의 조성물 마스터 뱃치를 얻었다. 얻어진 조성물 마스터 뱃치 펠렛과 수지 A 펠렛을 드라이블렌더에서 블렌딩하여 표 1에 나타낸바와 같이 수지 A 100중량부에 대해 나노입자 A가 0.02중량부 함유된 조성물 펠렛을 얻었다. 얻어진 조성물 펠렛을 호퍼에 투입하여 스크류 직경 40mm이고, L/D 30인 압출기에 주입하고 용융 압출시켜 원형 다이를 통해 튜브를 성형, 냉각시킨 뒤 V자 형상 누름판을 통해 눌러서 두겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조하고 이를 권취기를 통해 감아 최종 직경 110mm 튜브형 단층 구조의 필름 시편(두께 100μm)을 얻었다. 이 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2 ~ 5]

표 1에 나타낸 바와 같이 나노입자 A, 수지 A 및 수지 B의 혼합 비율만을 달리하였을 뿐 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 6]

스크류 직경 40mm이고 L/D 30인 외층용 압출기와 스크류 직경 15mm이고 L/D 30인 내층용 압출기 및 2층 구조용 원형 다이가 설치된 2층 필름성형기에서 내층용 원료로서 수지 A 100중량부에 대해 나노입자 A가 0.02중량부로 함유된 조성물 펠렛을 사용하고 외층용 원료로서 수지 A 펠렛만을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 직경 110mm 튜브형 필름(두께비 내층 20%, 외층 80%) 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 7]

원주 300mm의 내측다이의 출구부쪽 원주 주위를 따라 미세 톱니 모양의 길이 3mm 돌기영역이 17mm간격으로 가공된 내측다이를 원형다이에 설치하였다. 필름용 원료로서 수지 A 펠렛만을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 필름 내면에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 15%를 차지하는 직경 110mm 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 8]

원주 300mm의 내측다이의 출구부쪽 원주 주위를 따라 미세 톱니 모양의 길이 150mm의 돌기 영역이 연속적으로 가공된 내측다이를 원형다이에 설치하여 가공한 것외에는 실시예 7과 동일하게 실시하였다. 얻어진 필름 내층에 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 50%를 차지하는 직경 110mm 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 9]

필름용 원료로서 수지 A 100중량부에 대해 나노입자 A가 0.005중량부 함유된 조성물 펠렛을 사용한 것을 제외하고 실시예 7과 동일하게 실시하였다. 얻어진 직경 110mm 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

필름용 원료로서 수지 A 펠렛만을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 직경 110mm 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

원주 300mm의 내측다이의 출구부쪽 원주 주위를 따라 미세 톱니 모양의 돌기가 연속적으로 전면에 가공된 내측다이를 원형다이에 설치하여 가공한 것외에는 비교예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 직경 110mm 튜브형 필름 시편을 이용하여 안티블러킹성 및 투시성을 평가하였고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1] 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 튜브형 필름의 조성, 내층형상 및 물성평가 결과

실시예 1 내지 실시예 3을 살펴볼 때 동일한 합성수지(수지 A)내에 함유된 나노 무기입자 함량이 증가할수록 양호한 투시성을 유지한 채 안티블러킹성이 우수해짐을 알 수 있다. 한편 실시예 4와 실시예 5에서 볼 수 있듯이 수지의 투명성이 우수한 수지 B의 함량이 증가함에 따라 우수한 안티블러킹을 유지한 채 투시성이 우수해짐을 알 수 있다. 실시예 1과 실시예 6을 비교해 보면 나노입자가 내층에만 존재하는 실시예 6의 튜브형 필름 경우 안티블러킹성은 유사하나 투시성이 보다 우수한데, 투시성을 다소 감소시킬 수도 있는 나노입자가 내층에만 존재하여 필름 전체적으로 그 함량이 희석되어 보다 투명하게 보여진 것으로 추론된다. 실시예 1과 비교예 1을 비교해보면 수지속에 함유된 나노입자가 투시성의 손상이 없이 획기적으로 안티블러킹성을 개선함을 알 수 있다. 필름 내면에 돌기가 길게 성형된 실시 예 7과 8을 살펴보면 양호한 투시성을 가지면서도 안티블러킹성이 우수함을 알 수 있다. 실시예 7,8과 비교예 2를 비교해 보면 필름 내면 전체적으로 돌기가 길게 성형된 경우 안티블러킹성은 우수하나 투시성이 극히 불량한 반면 필름 내면에 돌기가 길게 성형된 영역이 일부만 존재하는 경우 양호한 투시성을 가지면서도 안티블러킹성이 우수함을 알 수 있다. 나노 무기입자 및 필름 내면에 돌기가 길게 성형시킨 방벙을 동시에 도입한 실시예 9 경우는 실시예 1, 4와 비교해 볼 때 나노 무기입자를 보다 적게 함유시키고도 매우 우수한 안티블러킹을 나타내고 적은 나노입자 함유량에 의해 투시성도 매우 우수하게 나타냄을 알 수 있다.

본 발명은 합성수지가 튜브 형태로 압출성형된 후 두겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 눌려져 제조되는 튜브형 필름에 있어서, 필름이 단층인 경우는 전층 또는 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되는 것을 특징으로 하고, 또한 필름의 내면이 기계방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 영역이 5 ~ 70%, 돌기가 길게 형성되지 않은 영역이 30 ~ 95%로 구성되고 기계방향으로 다수개의 톱니형 돌기를 형성한 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명에 따른 튜브형 필름은 투시성이 우수할 뿐만 아니라 동시에 안티블러킹성이 우수하여 의약품, 의료용품, 식품 등 포장재에 유용하게 사용될 것으로 전망된다.

Claims (17)

1. 합성수지가 튜브 형태로 압출성형 된 튜브형 필름에 있어서,

   상기 필름이 한 층인 경우는 전 층에, 상기 필름이 다층인 경우는 내층에 사용되는 원료로서 합성수지 100중량부에 대해 나노 크기 무기입자가 0.001 ~ 5중량부로 혼합된 조성물이 사용되고, 동시에 상기 서로 마주접한 튜브형 필름의 내면에 인출방향으로 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 형성된 면적이 5 ~ 70%, 돌기가 형성되지 않은 면적이 30 ~ 95%로 구성되고, 상기 돌기는 일정 간격으로 형성되거나 또는 튜브형태로 압출되는 면적의 1/2인 반원에만 형성되는 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 무기입자는 평균입경이 1 ~ 500nm인 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 수산화알미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토스, 제오라이트, 규산백토로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 합성수지는 올레핀계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아마이드계 수지, 카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 스틸렌계 수지, 아크릴계 수지로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 올레핀계 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌에서 선택되는 단독중합체 또는 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 올레핀계 수지는 고밀도 폴리에틸렌을 50 ~ 95중량% 사용하고, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐에서 선택되는 어느 하나를 5 ~ 50 중량% 사용하는 것을 특징으로 하는 포장재용 합성수지 튜브형 필름.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. a) 수지와 나노미터 크기 무기입자가 혼합된 펠렛 형태의 합성수지 조성물을 단층필름 경우 전층 또는 다층필름 경우 내층용 원료로 하여 호퍼를 통해 압출기에 투입하는 단계;

    b) 상기 합성수지 펠렛을 용융 압출하여 원형다이의 내측다이와 외측다이 사이로 통과하여 인출되며, 상기 내측다이는 테두리에 요철을 갖는 톱니형태의 돌기가 일정 간격으로 면적의 5 ~ 70%로 형성되거나 또는 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하도록 형성되어, 인출방향으로 다수개의 돌기가 길게 형성된 튜브형 필름을 성형하는 단계;

    c) 상기 튜브형 필름을 공냉 또는 수냉 방식으로 냉각시키는 단계;

    d) 상기 냉각된 튜브형 필름을 누름판을 통해 눌러서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조하는 단계;

    e) 상기 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평탄형태로 제조된 튜브형 필름을 권취 기를 통해 감아 보관하는 단계;

    를 포함하여 이루어지는 포장재용 합성수지 튜브형 필름의 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 튜브형 필름을 사용한 포장재.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 포장재는 의약품, 의료용품 또는 식품용 포장재인 것을 특징으로 하는 포장재.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 의약품용 포장재가 수액용 오버랩 포장재인 것을 특징으로 하는 포장재.
15. 삭제
16. 합성수지가 원형다이의 내측다이와 외측다이 사이로 통과되어 튜브 형태로 압출성형 된 후, 누름판을 통해 필름의 양단이 접히면서 눌려서 두 겹의 필름이 서로 겹쳐진 평판형태로 제조하는 튜브형 필름 제조장치에 있어서,

    상기 내측다이는 테두리에 반원형상으로 테두리의 1/2을 차지하도록 톱니형태의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 튜브형 필름 제조장치.
17. 삭제

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