KR100931599B1 - 박리 가능한 밀봉 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은,

- 에틸렌 호모 및/또는 코폴리머 50 내지 80 중량%

- 스티렌 호모 및/또는 코폴리머 15 내지 20 중량%

- 열가소성 탄성체 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머 5 내지 20 중량%를 포함하는, 미리-컴파운드된 전구체 포뮬레이션으로부터 적어도 하나의 박리 가능한 층을 이루며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 종이를 포함하는 다양한 서브스트레이트 상에서 박리 가능한 열 밀봉 가능한 공압출 다층 포장 필름에 관한 것으로서, 상기 박리 가능한 층은 5 내지 25, 바람직하게는 상기 박리 가능한 밀봉 필름에서 박리력을 변경하기 위해 균질한 가지상 LLDPE 10내지 20 중량%, 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 필름.

Description

박리 가능한 밀봉 필름{PEELABLE SEAL FILM}

본 발명은 낮은 박리력을 가진 박리 가능한 템퍼 에비던트(tamper evident) 밀봉재를 생산하는 열 밀봉 가능한 다층 공압출 필름 및 특히, 상기 필름을 포함하는 포장에 관한 것이다. 또한, 상기 박리 가능한 밀봉 필름을 제조하기 위한 방법도 공개되어 있다.

지난 수십년간, 포장 필름을 위한 다양한 박리/밀폐 조합이 개발되어왔다. 고품질 박리 필름 어플리케이션을 위해, 품질 기준은 매우 선택적이며, 개방력은 층간분리를 피하기 위하여 이 필름을 지지하는 박리 필름 및 서브스트레이트(substrate)의 내부 결합력보다 현저히 낮아야만 한다. 더욱이, 박리 강도는 특히, 밀봉 속도가 중요사항인 완전 자동화된 포장 라인에 대해, 폭넓은 열 밀봉 온도 범위 전반에 걸쳐 실시 가능해야만 한다.

1980년 문서 EP0024270은, 포장 필름의 넓은 범위에 걸쳐 박리 가능한 밀봉을 생산하는 열 밀봉 가능한 단층 포장 필름을 기술한다. 상기 문서는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리프로필렌 폴리에스터(polypropylene polyester), 폴리염화비닐(polyvinylchloride),폴리아미드(polyamide),폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 및 종이를 포함하는 다양한 서브스트레이트상에 열 밀봉된 단층 필름 에서, 에틸렌 폴리머(ethylene polymer), 폴리스티렌(polystyrene) 및 스티렌-부타디엔-스티렌을 기반으로한 열가소성 엘라스토머(elastomer) 또는 스티렌-부타디엔-스티렌(styrene-butadiene-styrene)을 포함하는 성분을 공개한다.

이러한 타입의 포장 박리 필름은, 산소 차단성 또는 인열의 제약이 없는 박리 가능한 필름/종이 조성의 함유물, 템퍼 에비던트, 폭 넓은 응집 박리-밀봉 범위, 조사(irradiation) 또는 산화에틸렌(ethylene oxide) 및 핫텍(hottack)에 의한 멸균성(sterilisability)과 같은 특성들을 요구하는 근래의 공압출 다층 필름의 요구에 더 이상 응할 수 없다.
특히, 의학적 어플리케이션을 위하여, 박리 필름은, 지핑(zipping), 섬유 인열 또는 엔젤 헤어(angel hairs)없이 발생되어야만 하는, 포장의 개봉 동안에 템퍼 에비던트 및 접착성 파손 메커니즘이 요구된다. 이는 박리 트레이스(trace)가 평활하며 모든 종류의 가시적인 붕괴로부터 제외되어야만 한다는 것을 뜻한다. 더욱이, 필름은 폴리에스터, 폴리염화비닐 및 폴리아미드를 포함하는 다양한 서브스트레이트 상에서 박리가 가능해야만 한다.
이들 기준에 부합하기 위하여, 박리 합성 성분의 여러 부조화한 폴리머들은, 압출 컴파운딩 단계 동안에 고도로 분산 및 균질화 되어야만 한다. 높은 분산을 이끄는 전단의 높은 레벨은, 예를 들어, 사전-합성하는 세션(session)동안 이축 압축기에 구성요소를 혼합함으로써 도달할 수 있다.
그러나, 산업용 오프-라인 컴파운딩 작업의 문제는, 주로 경제적인 것이며 시간당 수 톤의 대량생산을 요구하는 실제 컴파운딩 기계의 높은 출력비율에 있다. 이러한 단계의 대규모 작업은 불가피하게 예를 들어, 다품종의 특수 주문 생산된 박리 생산품의 소량 주문에 대해 요구된 유연성을 제한한다. 그러므로, 본 발명의 도전은 고가의 인-라인 컴파운딩 장비를 투입할 필요 없이, 이러한 문제의 해결책을 찾는데 있다.

EP-A-0 0240 270 은 US-A-6,080,456 에 따라 멸균되어야만 하는 물품의 포장을 위해 서포트(supports)상의 적층구조에 적합한, 포장 필름을 공개한다. 상기 두 문서는 박리력의 미세 조정을 위한 본 발명의 최종 압출 단계와 같은 균질한 가지상 LLDPE 및/또는 폴리부탄(polybutene)-1 의 사용을 공개하고 있지 않으며, 그것은 하기의 설명에 나타나 있다.

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본 발명은 최종 토출 단계에서 사전-합성된 포뮬레이션의 변경에 의해, 결국에는 향상된 핫텍 특성들을 가지는, 주문-생산되는 박리 가능한 밀봉 필름의 생산을 위한 방법을 제공하는 것을 목표로 하며, 특히, 매우 선택적인 기준에 따른 고품질 포장 적용을 위한 것이다.

본 발명은, 에틸렌 호모 및/또는 코폴리머를 50 내지 80 중량%, 스티렌 호모 및/또는 코폴리머를 15 내지 20 중량%, 열가소성 일래스토메릭(elastomeric) 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머를 5 내지 20 중량%를 포함하는, 사전-합성된 전구체 포뮬레이션으로부터 적어도 하나의 박리 가능한 층을 이루며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 종이를 포함하는 다양한 서브스트레이트 상에서 박리 가능한 열 밀봉 가능한 공압출 다 층 포장 필름에 관한 것으로서, 상기 사전-합성된 전구체에 의해 생산된 상기 박리 가능한 밀봉 필름에서의 박리력은, 균일한 가지상 LLDPE 및/또는 폴리부탄-1의 5 내지 25, 그리고 바람직하게는 10내지 20 중량%를 최종 압출 단계에서 상기 전구체에 부가함에 의해 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해결의 견지는, 사전-합성된 전구체 포뮬레이션의 양을, 박리 가능한 층에 존재하는 폴리머의 총 70내지 90 중량%로 나타내는 것이다. 필름의 총 중량은 박리 가능한 층에서 불소 엘라스토머를 구성하는 그룹으로부터 선택된 프로세스(process) 첨가제를 4 중량%까지 포함한다.
본 발명의 다른 해결의 견지는, 공압출 다층 필름에서 박리 층이 리스프(risp) 박리 적용을 위한 다층 합성물의 표면 또는 내측상에 위치되어질 수 있으며, 다층 필름 총 두께의 최대 15%를 나타낸다.
본 발명의 추가적인 면은, 제 1단계로, 높은 전단 및 분산하는 토출 장치에서, 제 1항에 정의된 바와 같이 박리 가능한 층에 대한 전구체 포뮬레이션이 사전-합성되고, 제 2단계로, 상기 사전-합성된 전구체 포뮬레이션이 포장 필름의 박리력 및 핫텍을 변경하도록 가지상 LLDPE를 균질하게 추가하는 동안, 단축 압출 장치를 통해 압출되는 것을 특징으로 하는, 열 밀봉가능하며 박리가능한 공압출 다층 포장 필름의 준비를 위한 과정을 공개한다.
LLDPE 중량의 25%를 상회하는 이러한 높은 레벨이, 제 2 토출 단계에서 단축 장치의 전구체 포뮬레이션 사이에 이상적으로 분산되어질 수 있다는 것은, 특히 놀라우며 예상치 않았던 것이다. 이는 전구체 포뮬레이션의 완벽한 융화성을 입증한다.
본 발명의 다른 면은, 상기 필름의 표면부가 제조되는 동안 외부 닙(nip) 압력 및 온도가 적용됨으로써 광학적으로 변경된다는 것이다.
본 발명에 의해 얻어진 필름은, 종이에 대한 박리 및 멸균성 그리고 템퍼 에비던트 포장 어플리케이션에 사용된다.

본 발명의 요점은, 대량생산 체제에서 컴파운드가능한 하나의 사전-합성된 표준 포뮬레이션을 발전시키며, 최종 박리 가능한 밀봉 필름의 전구체와 같이 그것을 사용하는데 있다. 최종 필름 압출 동안에, 이 특별한 포뮬레이션은 사전-합성된 포뮬레이션에 존재하지 않는 부가적인 구성성분의 추가에 의해 특정 고객이 원하는 방향으로 급속 전환되어질 수 있다. 이렇게, 사전-합성된 전구체 포뮬레이션의 박리력 및 핫텍 특성은, 사전-압출되어져야만 하는 혼합물의 성분을 변환함이 없이 최종 필름 압출 단계 동안에 조정되어질 수 있다. 더욱 상세하게는, 필름 압출 동안 사전-합성된 전구체 포뮬레이션으로 가지상 LLDPE를 균질하게 직접 혼합함으로써, 더 낮은 박리력뿐만 아니라 더 높은 박리력 및 높은 핫텍이, 템퍼 에비던트, 응집 균열, 평활한 박리 곡선, 지핑 및 섬유 인열 없이, 폴리에스터, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 종이를 포함하는 다양한 서브스트레이트상의 박리성과 같은 필수적인 박리-밀봉 특성들의 손실 없이 박리 밀봉 필름에 주어질 수 있다.

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도 1은, 횡 좌표상의 밀봉 온도에 대비하여, (A)는 50μm 공압출 포뮬레이션(formulation)을, (B)는 10%의 가지상 LLDPE를 균질하게 포함하는 포뮬레이션을, (C)는 10%의 PB1 을 포함하는 포뮬레이션의 박리 밀봉 곡선의 도면을 나타낸다. 밀봉: 그 자신에 대해 처리되지 않은 박리 면.

도 2는, 횡 좌표상의 밀봉 온도에 대비하여, (A)는 50μm 공압출 포뮬레이션을, (B)는 10%의 가지상 LLDPE를 균질하게 포함하는 포뮬레이션을, (C)는 10%의 PB-1을 포함하는 포뮬레이션의 박리 밀봉 곡선의 도면을 나타낸다. 밀봉: 박리 층 서포트와 같이 300μm의 PVC에 대해 코로나 방전 처리된 박리 면.

도 3은, (A)는 50μm 공압출 포뮬레이션을, 그리고 (B)는 10%의 가지상 LLDPE를 균질하게 포함하는 포뮬레이션의 핫텍-곡선을 나타낸다.

도 4는, 50μm 공압출 전구체 포뮬레이션의 박리력에, (B)는 균질한 가지상 LLDPE를, (C)는 PB-1을 더했을 때의 효과를 나타낸다. 140。C에서의 밀봉: 그 자신에 대해 처리되지 않은 박리 면.

다양한 포뮬레이션이 하기에 기술된 조건에 따라 압출 및 테스트되어진다. 통상적인 필름 단축 압출 장치는, 포뮬레이션 A에 기술된 바와 같이 균질하게 전구체를 분산시킬 수 없다. 따라서, 이 단계는 예를 들어, 이축 압출 장치와 같은 합성 압출 장치에서 수행되어져야만 한다. LLDPE 및 PB-1가, 제 2 단축 압출 단계 동안에 균질화 되어질 수 있다고 기대하기는 어렵다.

포뮬레이션 A

이 포뮬레이션은 사전-합성된 전구체 포뮬레이션의 일 실시예이다:

폴리에틸렌(LDPE) 62%

폴리스티렌(PS) 20%

스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 13%

마스터배치(masterbatch)를 기반한 불소 엘라스토머 또는 폴리머 2.5%

마스터배치를 기반한 산화방지제 2.5%

전구체 포뮬레이션을 위한 원료의 예들

LDPE

에스코렌느(Escorene) LD150BW(엑손 모빌(Exxon Mobil), ρ=0.923, MI=0.923), 락뗀느(Lacqtene) (아토피나(Atofina), ρ=0.923, MI=0.3), 노벡스(Novex) LD5307AA(브리티시 패트롤리엄 캐미컬즈(BP Chemicals), ρ=0.921, MI=0.7).

PS

락뗀느 1240(아토피나, MI=2), 락뗀느 1320(MI=3.5).

SBS

피나프렌(Finaprene) 411(아토피나, MI＜0.5, 부타디엔/스티렌 69/31), 피나프렌 417(아토피나, MI＜1.7, 부타디엔/스티렌 71/29).

마스터배치를 기반한 불소 엘라스토머 또는 폴리머

엠파셋(Ampacet) 10562-A(PE-캐리어(carrier))

스컬만(Schulman) AMF 705(PE-캐리어)

마스터배치를 기반한 산화방지제

엠파셋 10886(PE-캐리어)

스컬만 AO 25(PE-캐리어)

이 조성은 단축 필름 공압출 장치의 제 2단계에서 도입된다. 하기의 조성(B 및 C)은 오직 공압출된 다층 합성물의 박리 가능한 층과 관련한 것이다.

포뮬레이션 B

이것은 증가된 박리력 및 더 나은 핫텍을 목표로 하는 변경이다.

포뮬레이션 B = 포뮬레이션 A + 균질한 가지상 LLDPE 5내지 25 중량%. 이러한 LLDPE의 예를 들면: 엑스엑트(Exact) 0203(덱스 플라스토머(Dex Plastomers), ρ=0.902, MI=3.0), 엑시드(Exceed) 2518CB(엑손 모빌), ρ=0.918, MI=2.5), 에볼루(Evolue) SP2020(미쓰이(Mitsui), ρ=0.916, MI=1.5), mPact D143 필립스 석유화학(Phillips Petroleum, ρ=0.916, MI=1.3)

포뮬레이션 C

이것은 감소된 박리력을 목표로 하는 변경이다.

포뮬레이션 C = 포뮬레이션 A + 5내지 25%의 폴리부탄-1. 이러한 폴리부탄-1 의 예를 들면: PB8340 (바셀(Basell), ρ=0.908, MI=4.0), PB8310(바셀, ρ=0.895, MI=3.0), 타프머(Tafmer) BL3110(미쓰이, ρ=0.910, MI=1.0), 타프머 BL4000(미쓰이, ρ=0.915, MI=1.8).

압출된 필름에서 관찰된 실험적인 박리력의 값은, 측정 조건에 달려있고, 그러므로, 동일한 실험 조건 하에서 서로 비교되어져야만 한다. 이는 포뮬레이션 A, B 및 C가 동일 그래프 상에 나타나기 때문이다.

실험 밀봉 조건

밀봉 곡선, 박리 및 300μm PVC에 대한 박리는, 콥(Kopp) 접착기를 사용하여 수행된다. 상부 조(jaw)는 하부가 상온에서 60 shore A 경도의 고무를 포함하는 동안 가열된다. 밀봉은 1초의 드웰 타임(Dwell time)에 비례해 2바(bar)의 압력에서 수행된다. 박리력은 90°의 박리 각도에서 측정된다. 박리 밀봉 테스트에 앞서, 50μm필름은 현실적으로 더 나은 결과를 주는 탄성효과를 피하도록 19μm OPET에 적층된다.

핫텍 측정

핫텍은 DTC 핫텍 테스터기로 측정된다. 50μm필름은 19μm OPET에 적층되며, 0.5초 동안, 5바의 압력에서 밀봉된다. 가열된 조는 밀봉 0.1초 후에 개방된다.

박리가능한 필름의 광학적 특성은, 다양한 닙 압력 또는 온도를 적용함으로써 압출단계 동안 변경되어질 수 있다.

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 사전-합성된(pre-compounded) 전구체 포뮬레이션으로부터 얻어진 하나 이상의 박리가능층을 포함하는, 박리가능한 열밀봉가능 공압출 다층 포장 필름을 제조하는 방법에 있어서,

   제1단계로서, 상기 박리가능층을 위한 전구체 포뮬레이션이 전단 및 분산 압출장치에서 사전-합성되는 단계로서, 상기 사전-합성된 전구체 포뮬레이션은,

   - 에틸렌 호모폴리머, 에틸렌 코폴리머, 또는 이들의 혼합물 50∼80중량%;

   - 스티렌 호모폴리머, 스티렌 코폴리머, 또는 이들의 혼합물 15∼20중량%; 및

   - 열가소성 엘라스토머성 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머 5∼20중량%;

   를 함유하고 가공 첨가제를 잔부로서 함유하여 성분들의 총합이 100중량%에 이르고; 및

   제2단계로서, 상기 다층 포장 필름의 박리력과 핫택(hottack)을 변경하기 위해 5∼25중량%의 균질한 가지형 LLDPE를 첨가하면서 상기 사전-합성된 전구체 포뮬레이션이 단축 압출장치를 통해 압출되는 단계;

   를 포함하는 다층 포장 필름 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 다층 포장 필름의 표면 영역이 제조하는 동안에 외부 닙(nip) 압력과 온도를 적용함으로써 광학적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 다층 포장 필름 제조 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제

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