KR101151476B1 - 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 포장체 - Google Patents

열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 포장체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도와 밀봉성을 갖는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 이러한 필름을 이용하여 이루어지는 포장체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 결정성 폴리프로필렌계 수지 및 프로필렌 α-올레핀 공중합체를 포함하고, 융점이 155℃ 이하인 기재층과 중간층 및 융점이 150℃ 이하인 열 융착층을 갖는 3층 이상의 적층체를 포함하는 연신 폴리프로필렌계 수지 필름이며, 중간층 중의 크실렌 가용분이 2.5％ 이하이고, 기재층의 융점이 중간층의 융점보다 높으면서, 두께가 4 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 개시한다.
열 밀봉, 폴리프로필렌, 포장체, 적층 수지 필름

Description

열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 포장체{HEAT-SEALABLE MULTILAYER POLYPROPYLENE RESIN FILM AND PACKAGING MATERIAL}
본 발명은 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 포장체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도를 가지면서, 밀봉성이 요구되는 자동 충전 포장에 바람직하게 사용할 수 있는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 이러한 적층체를 이용하여 이루어지는 포장체에 관한 것이다.
종래부터, 포장용으로 사용하는 열 밀봉성 필름으로서는, 일반적으로 폴리프로필렌계 수지에 저융점의 폴리올레핀계 수지를 적층한 공압출 적층 폴리프로필렌계 수지 필름, 무연신 폴리에틸렌계 수지 필름 또는 폴리프로필렌계 수지 필름과 연신 폴리프로필렌계 수지 필름을 라미네이트한 적층 폴리프로필렌계 수지 필름이 많이 사용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지에 저융점의 폴리올레핀계 수지를 적층한 공압출 적층 폴리프로필렌계 수지 필름에서는 어느 정도의 밀봉 강도는 있지만, 함수물 등의 중량물을 포장할 정도의 밀봉 강도는 없고, 무연신 폴리에틸렌계 수지 필름 또는 폴리프로필렌계 수지 필름과 연신 폴리프로필렌계 수지 필름을 라미네이트한 적층 폴리프로필렌계 수지 필름에서는 충분한 밀봉 강도는 있지 만, 유기 용제 등을 사용하는 라미네이트 공정이 필요하기 때문에, 경제적인 면이나 지구 환경에 미치는 영향 면에서도 바람직하지 않다.
또한, 공압출 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 밀봉 강도를 개선하는 방책으로서, 폴리프로필렌계 수지를 기재층으로 하고, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌계 수지를 열 융착층으로 사용하는 예가 보고되었지만(예를 들면, 특허 문헌 1 참조), 이종 소재를 적층하기 때문에, 그의 층간 강도가 약하여 본건이 목적으로 하는 충분한 열 밀봉 강도가 얻어지는 것은 아니다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)9-207294호 공보
또한, 폴리프로필렌계 수지층과 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌계 수지층 사이에 접착층을 설치하는 것이 보고되었지만(예를 들면, 특허 문헌 2 참조), 이들은 폴리에틸렌계 수지를 적층하기 때문에, 필름의 강성이 없어져, 제대 가공시나 내용물 충전 후의 취급성에 지장을 초래하는 것이다.
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (평)10-76618호 공보
또한, 각 층에 사용하는 수지의 MFR(용융 유속)을 규정함으로써 충분한 밀봉 강도가 얻어진다고 보고되었지만(예를 들면, 특허 문헌 3 참조), 이것만으로는 자동 포장시의 밀봉부의 밀봉성이 충분하지 않아, 밀봉부의 밀봉성이 요구되는 용도로는 부적합하였다.
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2003-225979호 공보
도 1은 실시예에서 제조한 봉지의 형상과 열 밀봉 강도 측정용 시험편의 모 식도이다.
도 2는 밀봉성 평가 방법의 모식도이다.
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명은 상기 종래의 적층 폴리프로필렌계 필름이 갖는 문제점을 해결하고, 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도와 밀봉성을 갖는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 이러한 필름을 이용하여 이루어지는 포장체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
<발명을 해결하기 위한 수단>
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 결정성 폴리프로필렌계 수지 및 프로필렌 α-올레핀 공중합체를 포함하고, 융점이 155℃ 이하인 기재층과 중간층 및 융점이 150℃ 이하인 열 융착층을 갖는 3층 이상의 적층체로 이루어지는 연신 폴리프로필렌계 수지 필름이며, 기재층의 융점이 중간층의 융점보다 높고, 중간층 중의 크실렌 가용분이 2.5％ 이하이면서, 두께가 4 ㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 포함하는 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도를 가져, 밀봉성이 요구되는 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 이 경우에 있어서, 상기 기재층과 중간층이 열 융착층에 사용하는 수지를 5 중량％ 이상 배합하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우에 있어서, 상기 필름이 2축 연신되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우에 있어서, 상기 필름을 이용하여 이루어지는 포장이 바람직한 사용 형태이다.
<발명의 효과>
본 발명의 열 밀봉성 적층체는 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도를 가짐은 물론이거니와, 취급성도 우수하고, 또한 밀봉성도 양호하기 때문에, 밀가루, 쌀, 보리 등의 곡물류; 감자, 무, 당근 등의 근채류; 판 또는 실 곤약류; 단무지, 간장 절임, 술지게미 절임 등의 각종 절임류; 각종 된장류; 가다랭이 조미료, 시판 메밀국수 소스, 간장, 소스, 케첩, 마요네즈 등의 포장재, 라면 등의 개별 포장을 몇 개 통합하여 포장하는 집합 포장용 포장재에 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 적층 필름은 종이 박스, 튜브용, 봉지용, 컵용, 스탠딩팩용, 트레이용 등의 포장체로서도 사용할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름 및 포장체의 실시 형태를 설명한다.
본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 기재층, 열 융착층, 및 기재층과 열 융착층 사이에 중간층을 설치한 3층 이상의 필름으로 하는 것이 바람직하다.
기재층은 결정성 폴리프로필렌계 수지와 프로필렌과 다른 α-올레핀과의 공중합체의 2종 이상의 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 적층 필름의 기재층에 이용하는 결정성 폴리프로필렌계 수지로서는, 통상의 압출 성형 등에서 사용하는 n-헵탄 불용성의 이소택틱 프로필렌 단독 중합체 또는 프로필렌을 70 중량％ 이상 함유하는 폴리프로필렌과 다른 α-올레핀의 공중합체이면 바람직하다.
n-헵탄 불용성이란, 폴리프로필렌의 결정성을 지표하는 동시에 식품 포장용으로서 사용할 때의 안전성을 나타내는 것으로, 본 발명에서는 1982년 2월 후생성 고시 제20호에 의한 n-헵탄 불용성(25 ℃에서 60분 추출했을 때의 용출분이 150 ppm 이하〔사용 온도가 100 ℃를 초과하는 것은 30 ppm 이하〕)에 적합한 것을 사용하는 것이 바람직한 양태이다.
프로필렌과 다른 α-올레핀의 공중합체의 α-올레핀 공중합 성분으로서는, 탄소수 2 내지 8의 α-올레핀, 예를 들면, 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸-1-펜텐 등이 바람직하다. 여기서 공중합체란, 프로필렌에 상기에 예시되는 α-올레핀을 1종 또는 2종 이상 중합하여 얻어진 랜덤 또는 블럭 공중합체인 것이 바람직하다.
또한, 기재층 중의 프로필렌과 다른 α-올레핀의 공중합체의 배합량으로서는 15 중량％ 이상, 바람직한 범위로서는 20 중량％ 이상, 50 중량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 융점을 155 내지 148 ℃로 하는 것이 바람직하다. 20 중량％ 미만이면 충분한 밀봉성이 얻어지지 않는 경우가 있어 바람직하지 않고, 50 중량％를 초과하는 경우에는 강성이 없어져 취급성이 불충분해지는 경우가 있어 바람직하지 않다.
또한, 용융 유속(MFR)은 결정성 폴리프로필렌계 수지, 프로필렌과 다른 α-올레핀의 공중합체 모두 0.1 내지 100 g/10분, 바람직하게는 0.5 내지 20 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 10 g/10분의 범위의 것을 예시할 수 있다.
또한, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 열 융착층에 이용하는 수지는 융점이 150 ℃ 이하인 열가소성 수지이며, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센, 옥텐, 데센 등의 탄소수가 2 내지 10인 α-올레핀계 단량체로부터 선택된 2종 이상을 중합하여 얻은 랜덤 공중합체 또는 블럭 공중합체가 바람직하고, 또한, 이 공중합체는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이 경우, MFR이 높은 쪽이 밀봉성과 강성, 취급성 면에서 바람직하다.
여기서, 특히 바람직한 열 융착층을 구성하는 수지로서는 부텐 함유량이 많은 프로필렌-부텐 공중합체를 포함하는 것이 바람직하고, 이 프로필렌-부텐 공중합체에서의 부텐 함유량은 20 중량％ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 부텐 함유량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 부텐 함유량이 너무 많으면 필름 표면이 끈적거리고, 슬립성이나 내블록킹성이 저하되는 경우가 있기 때문에, 이러한 불량을 발생시키지 않는 범위에서 적절히 결정할 수 있다. 상기 부텐 함유량이 많은 프로필렌-부텐 공중합체로서는, 예를 들면 스미또모 가가꾸 고교(주) 제조의 "SPX78J1", 미쓰이 가가꾸(주) 제조의 "XR110H" 등을 예시할 수 있다.
상기 프로필렌-부텐 공중합체는 열 융착층을 구성하는 수지 성분 중, 65 중량％ 이상 배합하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 70 중량％ 이상이고, 99 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95 중량％ 이하이다. 상기 프로필렌-부텐 공중합체의 배합량이 너무 적은 경우에는 밀봉시의 융착력이 낮아져, 자동 포장시의 밀봉성이 얻어지기 어려운 경우가 있고, 한편, 너무 많은 경우에는 중간층과의 층간 강도가 저하되는 경우가 있다.
또한, 열 융착층을 형성하는 열가소성 수지의 융점은 150℃ 이하, 바람직하게는 60 내지 150℃로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 열 밀봉성 적층체에 충분한 열 밀봉 강도를 제공할 수 있다. 열 융착층을 형성하는 열가소성 수지의 융점이 60℃ 미만이면 열 밀봉부의 내열성이 부족하고, 150℃를 초과하면 열 밀봉 강도의 향상을 기대할 수 없다.
또한, MFR은 0.1 내지 100 g/10분, 바람직하게는 0.5 내지 20 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 10 g/10분의 범위의 것을 예시할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름에는 기재층과 열 융착층 사이에, 50 중량％를 초과하는 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 배합한 중간층을 설치하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 60 중량％ 내지 100 중량％ 범위로 배합하는 것이 바람직하다. 여기서, 프로필렌-α-올레핀 공중합체의 배합량이 50 중량％ 이하일 때에는 밀봉성이 불충분해져 바람직하지 않다.
또한, 여기서 사용하는 프로필렌-α-올레핀 공중합체는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 냉크실렌 가용분(CXS)이 3 중량％ 이하인 프로필렌-α-올레핀 공중합체인 것이 바람직하다. 냉크실렌 가용분(CXS)이 3 중량％를 초과하는 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 이용하는 경우에는 강성이 없어지는 경향이 있어 바람직하지 않다.
α-올레핀 공중합체는 충격 강도나 인열 특성 등의 기계적 강도나 저온 특성, 내후성 등이 우수한 것으로서, 이러한 성분을 배합함으로써 적층 필름에 우수한 특성을 부여할 수 있다. 그러나, α-올레핀 공중합체는 주성분의 α-올레핀 분자쇄 중에 제2 성분이나 제3 성분으로서 이종의 α-올레핀이 랜덤하게 도입된 구조를 갖기 때문에, 결정화가 억제되어서, 호모폴리프로필렌 등의 α-올레핀의 단독 중합체에 비해 결정성이 낮고, α-올레핀 공중합체의 배합은 결과적으로 필름의 강성을 저하시키게 된다.
냉크실렌 가용분(CXS)이 3 중량％ 이하인 프로필렌-α-올레핀 공중합체를 50 중량％를 초과하도록 배합한 중간층을 설치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 65 내지 95 중량％이고, 특히 바람직하게는 65 내지 80 중량％이다.
이 때 그 외에 사용하는, 예를 들면 결정성 폴리프로필렌계 수지의 냉크실렌 가용분(CXS)을 포함하여, 중간층 전체의 냉크실렌 가용분(CXS)이 2.5 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 2.4 중량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2.2 중량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중간층에 이용하는 수지의 용융 유속(MFR)은 0.1 내지 100 g/10분, 바람직하게는 0.5 내지 20 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 10 g/10분 범위의 것을 예시할 수 있다. 이 경우, MFR이 높은 쪽이, 밀봉성과 강성, 취급성 면에서 바람직하다.
상기 "냉크실렌 가용분"이란, α-올레핀 공중합체에 포함되는 비정질부의 양을 나타내고, "냉크실렌 가용분이 3 중량％ 이하"라 함은, 비정질부가 적고 결정성이 높은 α-올레핀 공중합체를 의미한다.
여기서, 냉크실렌 가용분이란, 시료 1 g을 비등 크실렌 100 ml에 완전히 용해시킨 후, 20 ℃로 강온시키고, 4 시간 방치한 후, 이것을 석출물과 용액으로 여과 분별하고, 여액을 건고하여 감압하에 70℃에서 건조했을 때의 중량을 측정하여 중량％를 구한 것을 말한다.
상기 냉크실렌 가용분 3 중량％ 이하의 α-올레핀으로서는, 일본 특허 공개 제2003-277412호에 기재된 연속 기상 중합법에 의해 합성된 중합체를 예시할 수 있고, 예를 들면, "FSX66E8"(스미또모 가가꾸(주) 제조)을 사용할 수 있다.
본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 각 층의 두께 구성은 중간층이 4 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 40 ㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다. 4 ㎛ 미만인 경우에는, 접착력이 약해져 충분한 밀봉 강도가 나오지 않을 뿐만 아니라, 밀봉성도 불충분해지기 때문에 바람직하지 않다. 40 ㎛를 초과하는 경우에는, 강성이 없는 필름이 될 뿐만 아니라, 균일한 연신이 어려워지고, 두께가 불균일해지는 경우가 있어 바람직하지 않다. 기재층과 열 융착층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기재층은 전층 두께의 30 내지 89％, 열 융착층은 1 내지 20％ 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 범위로서는, 기재층은 전층 두께의 40 내지 83.5％, 열 융착층은 1.5 내지 15％이다. 여기서, 기층의 층 두께가 30％ 미만, 열 융착층이 20％를 초과하는 경우에는, 강성이 없어지는 경향이 있어 상품의 취급상 바람직하지 않다. 또한, 기층의 층 두께가 89％를 초과하고, 열 융착층이 1％ 미만인 경우에는, 목적으로 하는 밀봉 강도, 밀봉성이 얻어지지 않는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.
한편, 열 융착층의 두께는 0.8 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.9 ㎛ 내지 6 ㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 0.8 ㎛ 미만인 경우에는 밀봉 강도, 밀봉성이 불충분해지기 때문에 바람직하지 않고, 6 ㎛를 초과하는 경우에는 강성이 없어질 뿐만 아니라 미끄럼 불량, 블로킹의 문제가 발생하기 때문에, 상품의 취급상 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 중간층에는 열 융착층에서 사용하는 수지를 5 중량％ 이상 배합하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 중량％ 이상 배합하는 것이며, 30 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 여기서, 열 융착층에서 사용하는 수지의 배합량이 5 중량％ 미만인 경우에는 밀봉성이 불충분해져 바람직하지 않고, 30 중량％를 초과하는 경우에는 필름의 강성이 없어져 상품의 취급성이 나빠질 뿐만 아니라, 필름끼리를 중첩했을 때에, 필름끼리가 블로킹되어 필름을 박리하기 어려워지는 경우가 있어 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 기층의 융점은 중간층의 융점보다 높은 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 140℃ 내지 155℃ 범위로 하는 것이 바람직하다. 기층의 융점이 중간층보다 낮은 경우에는 필름 전체의 강성이 약해져 상품의 취급이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 중간층의 융점으로서는 130℃ 내지 150℃ 범위로 하는 것이 바람직하고, 이 범위를 초과하는 경우에는 필름 전체가 단단해지기 때문에, 밀봉성이 불충분해지는 경우가 있어 바람직하지 않고, 또한, 이 범위를 하회하는 경우에는 필름 전체의 강성이 약해져 상품의 취급상 문제가 되는 경우가 있어 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 각 층을 형성하는 수지에는 필요에 따라 각 층의 특성을 저해하지 않는 범위에서, 각종 첨가재, 충전재, 예를 들면, 열 안정제, 산화 방지제, 광 안정제, 대전 방지제, 윤활제, 핵제, 난연제, 안료, 염료, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화마그네슘, 마이커, 탈크, 점토, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 항균제, 흐림 방지제, 자연 분해성을 부여하는 첨가재 등을 첨가할 수 있다. 또한, 그 밖의 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 고무류, 탄화수소 수지, 석유 수지 등을 본 발명의 필름의 특성을 손상시키지 않는 범위에서 배합할 수 있다.
본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 그 자체로 공지된 방법으로 임의로 제조할 수 있고, 특별히 제한하는 것은 아니다. 예를 들면, 적층수에 걸맞는 압출기를 이용하여 T 다이법이나 인플레이션법 등으로 용융 적층한 후, 냉각 롤법, 수냉법, 또는 공냉법으로 냉각하여 적층 필름으로 하고, 축차 2축 연신법, 동시 2축 연신법, 튜브 연신법 등으로 연신하는 방법을 예시할 수 있다. 여기서, 축차 2축 연신법으로 제조할 때의 조건을 예시하면, T형의 다이스로부터 용융 압출한 수지를 캐스팅기로 냉각 고화시켜서 원반 시트를 제조한다. 이 때, 용융 캐스팅하는 롤 온도는 수지의 결정화를 억제하고, 투명성을 향상시킬 목적으로 15℃ 내지 40 ℃ 사이로 설정하는 것이 바람직하다. 다음으로, 연신에 적합한 온도까지 원반 시트를 가열한 후, 연신 롤간의 속도차를 이용하여 시트의 유동 방향으로 연신한다. 이 때의 연신 배율은 연신의 불균일이 없이 안정적으로 제조하는 것을 고려하면 3배 내지 6배 사이로 설정하는 것이 바람직하다. 다음으로, 종연신한 시트의 양 가장자리부를 텐터 클립으로 고정하고, 열풍으로 연신에 적합한 온도까지 가열하면서 시트의 유동과 직각 방향으로, 차례로 확대해 가면서 연신한다. 이 때의 횡연신 배율은 두께 변동과 생산성을 고려하여 7배 내지 10배 사이로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 기재층의 표면에 동종의 폴리프로필렌계 수지층 및 다른 수지층, 예를 들면, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 비누화물, 폴리비닐알코올 등의 가스 배리어성 수지층을 추가로 적층할 수 있고, 또한, 기재층과 중간층 사이, 중간층과 열 융착층 사이에 마찬가지로 적층하는 것도, 그의 특성을 손상시키지 않는 한 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 필요에 따라 본 발명의 특성을 저해하지 않는 범위에서 표면 처리를 행할 수 있다. 표면 처리 방법으로서는, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리, 산 처리 등을 예시할 수 있고, 특별히 제한은 없다. 연속 처리가 가능하고, 이 필름의 제조 과정의 권취 공정 전에 용이하게 실시할 수 있는 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리를 행하는 것이 바람직하고, 열 융착층 표면의 젖음 장력을 향상시키는 수단으로서는 코로나 방전 처리가 특히 바람직하다. 또한, 용도에 따라서 본 발명의 특성을 저해하지 않는 범위에서 필름에 천공 가공 등의 특수 가공을 행할 수 있다. 1 내지 5000 ㎛의 천공 가공을 실시하여, 청과물의 선도 유지 포장 등에도 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체예를 실시예에 의해 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 명세서 중에서의 특성은 하기 방법에 의해 평가를 행하였다.
(융점 Tm)
JIS K7121에 따라, 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정을 행하였다.
상태 조정으로서, 실온부터 200℃까지 30℃/분으로 승온시키고 200℃에서 5분간 유지하고, 10 ℃/분으로 -100℃까지 강온시키고, -100℃에서 5분간 유지한 후, 흡열 곡선의 측정으로서, -100℃부터 200℃까지 10 ℃/분으로 승온시켰다.
한편, 융해 피크가 복수개 있는 경우에는 온도가 최대인 융해 피크를 융점으로 하였다.
(냉크실렌 가용분)
냉크실렌 가용분이란, 시료 1 g을 비등 크실렌 100 ml에 완전히 용해시킨 후, 20 ℃로 강온시키고, 4 시간 방치한 후, 이것을 석출물과 용액으로 여과 분별하고, 여액을 건고하여 감압하에 70℃에서 건조했을 때의 중량을 측정하여 중량％를 구한 것을 말한다.
필름으로부터는 각 층을 깎아내어 샘플을 얻는다.
(열 밀봉 강도)
하기 실험에서 얻어진 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름으로부터, 상기 필름의 유동 방향이 봉지의 길이 방향이 되도록 하여 잘라낸 시료를, 봉지 밀 봉부의 단면이 도 1에 나타낸 바와 같은 T자형이 되도록 열 밀봉(밀봉 폭: 10 ㎜)하여(중앙 합장 밀봉형), 크기 185 ㎜×255 ㎜의 센터 프레스 밀봉 봉지를 제조하였다. 한편, 열 밀봉은 세이부 기카이사에서 제조한 밀봉제인 "테스트실러"를 이용하여 밀봉 온도 150 ℃, 압력 196 kPa(2 kg/㎠), 열 밀봉 시간 2초의 조건으로 행하였다.
얻어진 봉지의 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD)의 각각에 평행한 밀봉부로부터 폭 15 ㎜, 길이 50 ㎜의 시험편을 잘라내었다. 이어서, 이 시험편을 온도 20 ℃, 습도 65％ RH의 분위기 중에 24 시간 방치한 후, 도요 세이키사 제조의 "텐실론"(UTM-IIIL)을 이용하여, 척간 거리를 20 ㎜로 하고(열 밀봉부로부터 10 ㎜의 위치를 고정함), 200 ㎜/분의 속도(챠트 속도 200 ㎜/분)로 180도 박리했을 때의 강도를 측정하여 열 밀봉 강도(N/15 ㎜)로 하였다. 도 1에, 제조한 봉지의 형상과 열 밀봉 강도 측정용 시험편의 모식도를 나타내었다.
(밀봉성)
상기 열 밀봉 강도 측정법과 동일하게 하여 제조한 봉지의 길이 방향(MD)과 폭 방향(TD)의 밀봉부가 각각 중첩된 부분에 적색 잉크(츄가이 가세이사 제조의 RECORDER INK)를 봉지 내측으로부터 흘려 봉지 외측으로의 누출 정도를 평가하였다.
○: 봉지 내측에 잉크가 고였고, 밀봉부로의 침투도 없었고, 봉지 외측으로는 누출되지 않았음.
△: 잉크의 밀봉부로의 침투는 있지만, 봉지 외측으로는 누출되지 않았음.
×: 잉크가 봉지의 외측으로 누출됨.
(상품 취급성)
상기 열 밀봉 강도 측정법과 동일하게 하여 제조한 봉지 속에, 중량 약 4 g, 크기 25 mm×75 mm의 쌀과자를, 두께 25 ㎛, 크기 80 mm×140 mm의 폴리에틸렌 필름으로 트위스트 포장한 것을 넣고, 상품의 취급성을 평가하였다.
평가 5급: 필름에 빳빳함이 있어 박스 충전, 박스 인출, 진열 작업을 용이하게 할 수 있음.
평가 4급: 봉지를 들었을 때 다소 빈약하게 느껴지지만, 작업은 문제없이 할 수 있음.
평가 3급: 빳빳함이 없는 느낌이 들고, 손에 들었을 때 빈약하게 느껴져 다소 작업하기 어려움.
평가 2급: 빳빳함이 없고, 손에 들었을 때 빈약하게 느껴져 작업하기 어려움.
평가 1급: 빳빳함이 전혀 없어 작업이 곤란.
하기 제조예에서 사용한 각 층을 구성하는 수지는 다음과 같다.
프로필렌 단독 중합체-1: 스미또모 가가꾸 고교(주) 제조의 "FS2011DG3", MFR: 2.5 g/10분, 융점: 158 ℃, 냉크실렌 가용분(CXS): 3.3 질량％
프로필렌 단독 중합체-2: 스미또모 가가꾸(주) 제조의 "WF836DG3", MFR: 7.6 g/10분, 융점: 158 ℃, 냉크실렌 가용분(CXS): 3.3 중량％
프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1: 스미또모 가가꾸(주) 제조의 "FSX66E8", 에틸렌 함유량: 2.5몰％, 부텐 함유량: 7몰％, MFR: 3.1 g/10분, 융점: 133 ℃, 냉크실렌 가용분(CXS): 1.6 중량％
프로필렌?부텐 공중합체-1: 스미또모 가가꾸(주) 제조: SPX78J1", 부텐 함유량: 25몰％, MFR: 9.0 g/10분, 융점: 128℃, 냉크실렌 가용분(CXS): 14.0 중량％
프로필렌?부텐 공중합체-2: 미쓰이 가가꾸(주) 제조의 "XR110H", MFR: 6.0 g/10분, 융점: 110℃
(실시예 1)
(열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름의 제조 방법)
3대의 용융 압출기를 이용하여, 제1 압출기로 프로필렌 단독 중합체-1(밀도 0.90 g/cm3, MFR 2.5 g/10분, 융점 158℃, 냉크실렌 가용분 3.3 중량％)을 70 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1(밀도 0.89 g/cm3, MFR 3.1 g/10분, 융점 133℃, 냉크실렌 가용분 1.6 중량％)을 30 중량％로 한 혼합 수지에 유기 중합체 미립자(CS11: 스미또모 가가꾸(주) 제조, 입경 1.1 ㎛와, CS18: 스미또모 가가꾸(주) 제조, 입경 1.8 ㎛를 5 대 1로 배합)을 2000 ppm 첨가하여 기재층 A로 하고, 제2 압출기로 프로필렌?부텐 랜덤 공중합체-1(밀도 0.89 g/cm3, MFR 9.0 g/10분, 융점 128 ℃, 냉크실렌 가용분 14.0 중량％) 100 중량％에 불활성 미립자(사일리시아 350: 후지 실리시아 가가꾸(주) 제조, 입경 1.8 ㎛, CUBE50KAS: 마루오 칼슘(주) 제조, 입경 5.5 ㎛, CUBE80KAS: 마루오 칼슘(주) 제조, 입경 8.5 ㎛를 10 대 2 대 1로 배합)을 1500 ppm 첨가하여 열 융착층 C로 하고, 제3 압출기로 프로필 렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1(밀도 0.89 g/cm3, MFR 3.1 g/10분, 융점 133℃, 냉크실렌 가용분 1.6 중량％)을 90 중량％, 프로필렌 단독 중합체-1(밀도 0.90 g/cm3, MFR 2.5 g/10분, 융점 157℃, 냉크실렌 가용분 3.3 중량％)을 10 중량％로 한 혼합 수지를 기재층과 열 융착층의 중간에 위치하는 층 B로 하여, 다이스 내에서 A/B/C가 되도록 T 다이 방식으로 용융 공압출한 후, 20℃의 냉각 롤로 냉각 고화하고, 세로 방향으로 4.5배, 가로 방향으로 8배 연신하여, A/B/C 구성의 두께가 각각 순서대로 28 ㎛, 5 ㎛, 2 ㎛인 적층 필름을 얻었다. 얻어진 열 밀봉성 필름의 기재층 A 및 열 융착층 C의 각각의 표면에 코로나 방전 처리를 행하고, 코로나 방전 처리 후의 기재층 A 표면의 젖음 장력이 40 mN/m, 열 융착층 C 표면의 젖음 장력이 39 mN/m가 되도록 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 표 1에 평가 결과를 나타내었다. 얻어진 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름은 충분한 열 밀봉 강도와 강성, 밀봉성을 갖고, 취급성, 상품 보호성 모두 우수한 것이었다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서 기재층 A의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-1을 100 중량％로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 밀봉성이 떨어지고, 상품의 보호성이 불충분한 것이었다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서 기재층 A의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-1을 45 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1을 55 중량％로 하고, 중간층 B의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-2를 50 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1을 50 중량％로 하고, 열 융착층 C의 수지로서, 프로필렌?부텐 랜덤 공중합체-1을 50 중량％, 프로필렌?부텐 랜덤 공중합체-2를 50 중량％로 하여, A/B/C 구성의 두께를 각각 순서대로 30 ㎛, 4 ㎛, 1 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 강성이 떨어질 뿐만 아니라, 밀봉성도 불충분한 것이었다.
(비교예 3)
실시예 1에 있어서 기재층 A의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-1을 75 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1의 배합량을 25 중량％로 하고, 중간층 B의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-1을 60 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1의 배합량을 40 중량％로 하여, A/B/C 구성의 두께를 각각 순서대로 10 ㎛, 28 ㎛, 2 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 밀봉성이 떨어지고, 상품 보호성이 불충분한 것이었다.
(실시예 2)
실시예 1에 있어서 중간층 B의 수지로서, 프로필렌 단독 중합체-2를 30 중량％, 프로필렌?에틸렌?부텐 랜덤 공중합체-1을 70 중량％로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어 진 적층 필름은 밀봉 강도, 강성, 밀봉성 모두 충분한 것이었다.
(실시예 3)
실시예 1에 있어서 열 융착층 C의 수지로서, 프로필렌?부텐 랜덤 공중합체-1을 50 중량％, 프로필렌?부텐 랜덤 공중합체-2를 50 중량％로 하고, A/B/C 구성의 두께를 각각 순서대로 30 ㎛, 4 ㎛, 1 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 밀봉 강도, 강성, 밀봉성 모두 충분한 것이었다.
(실시예 4)
실시예 3에 있어서 기재층 A에 폴리옥시에틸렌(2)스테아릴아민모노스테아르산에스테르 0.45 중량％, N,N 비스(2 히드록시에틸)스테아릴아민 0.11％ 중량부, 스테아르산모노글리세린에스테르 0.1 중량％를 첨가하고, 중간층 B에 스테아르산모노글리세린에스테르 0.4 중량％, 에루크산아미드 0.09 중량％를 첨가한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은 밀봉 강도, 강성, 밀봉성 모두 충분한 것이었다.
또한, 청과물 포장시의 흐림 방지성도 양호한 것이었다.
Figure 112007076894803-pct00001
본 발명의 열 밀봉성 적층체는 중량물을 포장하기에 충분한 열 밀봉 강도를 가짐은 물론이거니와, 취급성도 우수하고, 또한 밀봉성도 양호하기 때문에, 밀가루, 쌀, 보리 등의 곡물류; 감자, 무, 당근 등의 근채류; 판 또는 실 곤약류; 단무지, 간장 절임, 술지게미 절임 등의 각종 절임류; 각종 된장류; 가다랭이 조미료, 시판 메밀국수 소스, 간장, 소스, 케첩, 마요네즈 등의 포장재, 라면 등의 개별 포장을 몇 개 통합하여 포장하는 집합 포장용 포장재에 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 적층 필름은 종이 박스, 튜브용, 봉지용, 컵용, 스탠딩팩용, 트레이용 등의 포장체로서도 사용할 수 있다.

Claims (4)

  1. (i) 융점이 155℃ 이하이고, 결정성 폴리프로필렌계 수지를 포함하며 프로필렌과 프로필렌 이외의 탄소수 2 내지 8의 다른 α-올레핀과의 공중합체 20 내지 50 중량％를 포함하는 기재층;
    (ii) 융점이 130℃ 내지 150℃의 범위 내이고, 냉크실렌 가용분이 3 중량％ 이하인 프로필렌-α-올레핀 공중합체 65 내지 95 중량％를 포함하는 중간층; 및
    (iii) 융점이 150℃ 이하이고, 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀계 단량체로부터 선택된 2종 이상을 중합하여 얻어진 랜덤 공중합체 또는 블럭 공중합체를 포함하는 열 융착층을 포함하는 3층 이상의 적층체로 이루어지는 연신 폴리프로필렌계 수지 필름이며,
    상기 기재층의 융점이 상기 중간층의 융점보다 높고,
    상기 중간층은 냉크실렌 가용분이 2.2 중량％ 이하이며 두께가 4 ㎛ 이상이고,
    상기 냉크실렌 가용분은 중간층 1 g을 비등 크실렌 100 ml에 완전히 용해시킨 후, 혼합물을 20 ℃로 강온시키고, 4 시간 방치한 후, 혼합물을 석출물과 용액으로 여과 분별하고, 여액을 증발 건조하여 감압하에 70℃에서 건조했을 때의 중량을 측정하여 중량％를 구한 것인, 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재층과 중간층이 열 융착층에 사용하는 수지를 5 중량％ 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름.
  3. 제1항에 있어서, 2축 연신되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름.
  4. 제1항에 기재된 열 밀봉성 적층 폴리프로필렌계 수지 필름을 포함하는 포장체.
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