KR101060262B1

KR101060262B1 - 제품포장용 다층 올레핀계 열수축필름

Info

Publication number: KR101060262B1
Application number: KR1020080099575A
Authority: KR
Inventors: 이기현
Original assignee: 주식회사 에스케이지플라스텍
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2011-08-29
Also published as: WO2010041842A1; KR20100040460A

Abstract

본 발명은 투명하면서도 높은 열수축을 제품포장용 다층 올레핀계 열수축필름에 관한 것으로, 더 상세하게는 특히 광역 온도에서 접착력을 향상시켜 동절기나 냉한시에 강도와 인장력을 높이고, 극저온 취성을 보안함과 아울러 원료 절감으로 상품성을 향상시킴은 물론 경제적인 이익을 줄 수 있도록 발명된 것이다.

본 발명의 구성은, 중앙에 위치되며 극 저밀도 폴리에칠렌 90~99중량%와 α-올레핀 1~10중량%가 혼합되어서 된 코어 수지층(1)과,

이 코어 수지층(1)의 양측으로 각각 접착되며 선형 저밀도 폴리에칠렌 90~98중량%에 α-올레핀 2~10중량%가 혼합되어서 된 LLDPE층(2)과,

상기 LLDPE층(2)의 양측으로 각각 접착되며 폴리플로필렌 90~97중량%의 주성분에 에칠렌 2~9중량%, α-올레핀 1~8중량%가 혼합되어 플로필렌 공중합체물 100중량%로 되는 폴리플로필렌층(3)으로 구성된다.

5층, 강도향상, 인장력 증가, 가스차단성, 나이론, PP, LLDPE, 극저온 취성, 접착력 향상

Description

제품포장용 다층 올레핀계 열수축필름 {Heat-Shinkable Multi-Layer Olefin film for packaging the products }

일반적으로, 식품포장에 사용되는 포장재는 피포장물의 변패를 방지하고 선도저하를 최소화하기 위하여 가스 및 수분 차단성이 우수해야 한다.

특히 육류 제품과 육류로 가공된 육가공식품의 경우에는 다량의 수분을 함유하고 주변 온도에 의해 쉽게 변질되는 문제점이 있어 냉장 또는 장동 보관을 요하고, 유동 과정 중에 신선도가 쉽게 저하되는 폐단이 있는 것이다.

따라서 근래에는 육제품을 포함하여 각종 제품을 포장하기 위한 포장재로써 열에 의해 수축되는 열 수축필름을 사용하고 있는 실정이다.

즉, 열 수축 필름에 육가공 제품을 넣은 다음 열을 가하면 제조 시 설정된 수축율로 그 폭 방향과 길이방향으로 수축하면서 내부의 공기를 외부로 배출하면서 내부를 진공상태로 간편히 밀폐시키고 포장할 수 있게 되는 것이다.

열수축 필름의 제조과정은, 폴리에칠렌, 폴리플로필렌, PVC 등 각종 합성수지를 압출 성형시키거나 카렌다 방식으로 성형시킨 필름을 1차 성형시킨 후 냉각함과 동시에 그 고분자물질의 용융온도 즉, 열전위점 이하의 가능한 높은 온도에서 1축 혹은 2축으로 물리적으로 적정배율로 연속 연신하여 냉각 성형한 재품은 1차 성형제품과는 달리 저온인 50~120℃에서도 민간함 열수축(50~60%) 현상이 나타나게 된다.

이와 같은 열수축 필름은 그 열수축성을 이용하여 각종 상품 및 음식물의 포장에 효과적으로 사용되고 있다.

그러나, 이러한 필름은 통상 12~70 마이크론의 두께로 제조되는 단층필름으로 인장강도, 충격강도, 파괴강도 등의 물성이 약하여 쉽게 찢어지거나 열접착강도가 부족하여 열접착부위가 비교적 쉽게 떨어져 포장된 상품이 훼손되는 경향이 있었다.

그리하여 물성을 강화하여 포장물을 보호하기 위하여 각종의 다층필름이 개발되기에 이르렀다.

즉, 제1외층을 저압저밀도 폴리에칠렌층으로 형성시키고 심층과 제 2 외층을 고압저밀도 폴리에칠렌 필름으로 형성 시켜서된 미국특허 제4511609호가 개발된바 있다.

그러나 이는 필름의 강도를 강화시켰으나 수축성이 부족하여 열수축필름으로 사용되기에는 부적합한 물성을 가지고 있었다.

그리고 이러한 다층필름중 수축필름으로서는 일특개소 57-129746호 수축포장체가 알려진바 있다.

이는 기층을 플로필렌/에칠렌/α-올레핀의 삼원공중합체 즉 공지의 열수축필름의 원료인 플로필렌의 Random Terpolymer 또는 Random Copolymer로 형성시키고 그 기층의 최소한 한쪽면에 에칠렌과 α-올레핀 공중합체인 LLDPE 표면층을 가진 복합필름이다. 즉, 이는 PP를 기층으로하고 그 일표면 또는 양표면에 LLDPE층을 접합하여서된 LLDPE/PP또는 LLDPE/PP/LLDPE의 구조를 가지는 필름에 관한 것으로, 종래의 단층수축필름이 가지는 열봉합성(Heat seal)에 있어서의 결점을 해소시키고 인열강도를 향상시키기 위하여 표면에 LLDPE층을 형성시킨 것인바, 이는 인열강도를 향상시키고 열봉합성을 향상시켰다는 점에 있어서는 효과적이나 표면점착성이 커서 고속포장이 곤란하고 인쇄적성이 불량한 결점이 있었던 것이다.

이러한 결점을 해소하기 위해 대한민국 특허 공고번호 1996-561호에서와 같이 수축필름을 3개층으로 형성시키되, 표면층인 양외층은 플로필렌, 에칠렌 및 α-올레핀의 터폴리머(Terpolymer), 또는 이에 에칠렌과 α-올레핀의 공중합체를 혼합하여 형성시켜 인쇄적성, 표면강도 특히 슬립성을 향상시키고, 심층(Core)은 에칠렌과 α-올레핀의 공중합체 즉,LLDPE(Linear Low Density Polyethylen: 이에는 뷰텐이나 옥텐이 소량 첨가되는 것이 보통임 또는 이에 10~20중량%의 폴리에칠렌을 혼합한 수지조성물로 형성시키되 이를 3겹 압출다이스로 압출시킨 후 다시 공지의 방법으로 2차 가열 연신하여 열수축 필름을 성형시킨 것이 제안된 바 있었다.

그러나, 종래 대한민국 특허 공고번호 1996-561호에서와 같이 3개층으로 된 올레핀계 열수축 필름의 경우 가스차단성이나 강도가 약하다.

가스차단성이 약하면 예로서 육가공 제품을 포장할 때 변질되기 쉽다.

또, 강도가 약하게 되면 특히 추운 동절기나 냉동 보관시킬 때 포장지가 파손되어 제품을 변질시키거나 포장지로서의 기능을 상실하는 등의 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 강도와 가스차단성이 우수한 제품 포장용 다층 올레핀계 열수축필름을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인장력과 표면 인쇄성이 우수하고, 광역 온도에서 접착력을 향상시켜 동절기나 냉한시에 강도와 인장력을 높이고, 극저온 취성을 보안한 제품 포장용 다층 올레핀계 열수축필름을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보다 저렴한 원료로 성형 가능하므로써 원가를 절감시켜 경제적 이익을 줄 수 있는 제품 포장용 다층 올레핀계 열수축필름을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 중앙에 위치되며 극 저밀도 폴리에칠렌 90~99중량%와 α-올레핀 1~10중량%가 혼합되어서 된 코어 수지층(1)과,

상기 LLDPE층(2)의 양측으로 각각 접착되며 폴리플로필렌 90~97중량%의 주성분에 에칠렌 2~9중량%, α-올레핀 1~8중량%가 혼합되어 플로필렌 공중합체물 100중량%로 되는 폴리플로필렌층(3)으로 구성되어 달성된다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면, 가장 중앙에 코어 수지층(1)이 형성되어 가스 차단율을 향상시킴과 아울러 가스 차단 시간을 연장할 수 있다.

그리고, 방수 기능 및 강도가 향상되어 포장중 열수축 포장시 찢어지는 현상에 대한 내충격성을 향상시킬 수 있다.

또한, 동절기나 냉한시에 강도와 인장력을 높이고, 극저온 취성을 보안하여 내충격과 인장력에 대해서도 우수한 강도를 유지하여 동절기나 냉동 장기간 보간에도 제품의 신뢰도와 품질이 유지될 수 있도록 하는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 단면구조를 보인 단면도이다.

본 발명의 목적은 미열의 가열에도 열 수축되는 재질로 다중겹의 필름으로 제조된다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이 열 수축필름은 다중겹으로 성형되면서도 전체 두께가 얇은 필름상태로 육가공이나 기타 각종 제품을 포장하는데 사용된다.

본 발명의 피름 중앙에는 코어 수지층(1)이 위치된다.

그리고, 이 코어 수지층(1)의 양측으로 각각 LLDPE층(2)과 폴리플로필렌층(3)을 접착시켜 전체적으로 5개층으로 구성된다.

이러한 구조로 된 본 발명의 필름은 일반적으로 사용되는 5대의 압출기에 5겹지 생산용 압출다이스를 결합한 공지의 압출성형장치로 5층으로 된 필름, 또는 원통형 튜브상 제품을 압출하여 냉각한 후, 열수축필름을 제조하게 된다.

그리고, 다시 2차 가열하여 여전위점 이하의 최고온도인 160℃~220℃에서 길이방향으로 3~7배, 폭방향으로 3~7배 강제 연신하고 냉각시켜 완성하게 된다.

가장 중앙의 심층에 위치되는 코어 수지층(1)은 강성과 가스차단성이 우수한 특성을 갖는 것으로 장기간 보관 할 경우 외부의 공기와 습기로부터 보호하게 된다.

코어 수지층(1)는 극 저밀도 폴리에칠렌 90~99중량%와 α-올레핀 1~10중량%가 혼합되어서 공중 합체물 100중량%를 갖게 된다.

그리고, 이 코어 수지층(1)의 외부로 각각 접착되는 LLDPE층(2)은 선형 저밀도 폴리에칠렌 90~98중량%에 α-올레핀 2~10중량%가 혼합되어서 공중합체물 100중량%를 얻는 것으로서, 밀도가 0.918~0.920g/cc이고 용융지수(MI)가 0.65~0.85g/10min 인 수지로 선택하게 된다.

이러한 수지로서는 대한석유공사 제품인 YUCLAIR(상품명)와 미국 다우케미칼사 제품인 DOWLEX(상품명)가 이용될 수 있다.

여기서, 코어 수지층(1)과 LLDPE층(2) 사이에는 경계 박리가 형성될 수 있으므로 LLDPE층(2)에는 접착제 성분을 추가한 것을 용융시켜 압출성형장치에서 열접착되도록 하는 것이다.

접착제 성분은 나이론이나 저밀도 폴리에칠렌과 같은 타 수지필름을 일체로 접합시킬 수 있는 수지계 접착 성분이면 만족한다.

그리고, 이 LLDPE층(2)의 외부에는 폴리플로필렌층(3)을 각각 접착시켜 전체적으로 5개층으로 구성되도록 하는데, 폴리플로필렌층(3)-PP : Polypropylene-은 표면에 인쇄가 자유로운 특징이 있다.

폴리플로필렌층(3)의 성분은 폴리플로필렌 90~97중량%의 주성분에 에칠렌 2~9중량%, α-올레핀 1~8중량%가 혼합되어 플로필렌 공중합체물 100중량%를 구성하게 된다.

여기서 주성분으로 사용되는 폴리플로필렌은 통상적으로 알려진 수지중에 VLDPE(Very Low Density Polyethylene), ULDPE(Ultra Low Density Polyethlene)중 어느 하나를 선택하게 된다.

본 발명의 다층 올레핀계 열수축필름은 종래의 3층으로된 열수축필름에 비하여 현저한 물리적 성질의 향상 즉, 인장강도나 충격강도 및 파괴강도에 있어서의 향상이 있다.

그리고, 가스차단성과 특히 내한성이 강하여 광역 온도에서 접착력이 향상된다.

따라서, 극저온에서의 취성이 보안되어 동절기나 제품의 냉동 장기보관에서의 펑크를 방지할 수 있고 또한 열 접착강도가 양호하여 열접합 부위가 떨어지는 일이 없게 된다.

본 발명의 열수축필름은 저온인 50~120℃에서 단층필름과 동일한 정도인 50~60%의 수축현상을 보였고, 투명성이 양호하게 포장재로서 효과적으로 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 단면구조를 보인 단면도.

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 코어 수지층 2 : LLDPE층

3 : 폴리플로필렌층

Claims

중앙에 위치되며 극 저밀도 폴리에칠렌 90~99중량%과 α-올레핀 1~10중량%가 혼합되어서 공중 합체물 100중량%을 갖도록 함으로써 강성과 가스차단성을 갖도록 하는 코어 수지층(1)과,

이 코어 수지층(1)의 양측으로 각각 접착되며 선형 저밀도 폴리에칠렌 90~98중량%에 α-올레핀 2~10중량%가 혼합되어 공중 합체물 100중량%를 얻도록 하여 밀도가 0.918-0.920g/cc이고 용융지수(MI)가 0.65-0.85g/10min인 LLDPE층(2)과,

상기 LLDPE층(2)의 양측으로 각각 접착되며 폴리플로필렌 90~97중량%의 주성분에 에칠렌 2~9중량%, α-올레핀 1~8중량%가 혼합되어 플로필렌 공중합체물 100중량%로 되어 표면에 인쇄가 자유로운 폴리플로필렌층(3)으로 열수축필름이 구성되되,

상기 코어 수지층(1)의 양측으로 각각 LLDPE층(2)과 폴리플로필렌층(3)이 접착되어 전체적으로 5개층으로 구성되도록 압출냉각된 열수축필름을 다시 2차 가열하여 여전위점 이하의 최고온도인 160℃~220℃에서 길이 방향으로 3~7배 폭방향으로 3~7배 강제 연신하고 냉각시켜 저온인 50~120℃에서 단층필름과 동일한 정도인 50-60%의 수축현상을 보여 투명성이 양호하도록 하고, 상기 코어 수지층(1)과 LLDPE층(2) 사이에는 경계 박리가 형성될 수 있으므로 LLDPE층(2)에는 접착제 성분을 추가한 것을 용융시켜 압출성형장치에서 열접착됨을 특징으로 하는 제품포장용 다층 올레핀계 열수축 필름.