KR101179499B1 - 약포지용 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약포지용 필름에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 탄성중합체 혼합물로 구성되는 기재층에 폴리에틸렌 및 탄성중합체 수지조성물을 코팅하여 필름을 제조함으로써 약제의 밀봉, 보관 및 개봉작업에 적합한 약포지용 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 약포지용 필름은 원재료가 저렴하고 별도의 접착제를 사용하지 않고 기재층 및 코팅층을 일체로 제조할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있으며, 약제 밀봉작업 및 보관에 적합한 물성을 갖추고 있고 일방향으로 파단되는 성질이 뚜렷하여 약을 복용시 개봉이 용이하고 약제가 손실되는 것을 방지할 수 있다.

Description

약포지용 필름{medicine wrapping film}
본 발명은 약포지용 필름에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 탄성중합체 혼합물로 구성되는 기재층에 폴리에틸렌 및 탄성중합체 수지조성물을 코팅하여 필름을 제조함으로써 약제의 밀봉, 보관 및 개봉작업에 적합한 약포지용 필름에 관한 것이다.
약국에서 조제약을 판매하는 경우 약제를 포장하기 위하여 약포지를 사용하게 되는데, 현재 일반적으로 사용되는 약포지는 노루지, 유산지 및 투명지 등으로 구분할 수 있다.
이러한 약포지는 약제를 보호하는 목적 및 약제를 편리하게 1회분 씩 정량 복용하기 위한 것으로서, 외부로부터의 공기 및 습기 차단성과 포장된 약제을 복용하고자 할 때 잘 찢어지는 특성이 요구된다.
즉, 외부로부터의 공기 및 습기가 투과하지 않아야 약포지 내부의 약제가 변질되지 않고, 약포지를 찢을 때 파단(破斷)되는 방향이 특정한 방향으로 이루어져야만 그 찢어지는 방향을 예측할 수 있어서 약포지 내부의 약제가 쏟아지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 약포지 내부는 약 성분이 잘 묻지 않도록 슬립(slip)성이 우수하여야 하며, 내부의 약제를 쉽게 확인할 수 있도록 투명하게 제작되고, 약제 포장시 저온에서도 밀봉이 원활히 이루어질 수 있는 저온접착성을 갖추는 것이 바람직하다.
상기와 같은 요구조건을 만족시키기 위하여 근래에는 투명지 종류가 많이 선호되는데, 상기 투명지는 통상 폴리에틸렌(polyethylene) 시트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate) 시트, 셀로판지 등을 단독 또는 이들을 적층한 복합필름이 많이 사용되고 있다.
그런데 상기 재질들 중 폴리에틸렌 시트는 특정한 방향으로 찢어지는 일방향 파단성과 슬립성이 약하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트는 강도가 약하여 취급시 형태를 유지하지 못하고 아래로 처지는 등 약제 포장작업시 취급이 용이하지 않고, 또한 약제를 복용하기 위해 개봉할 경우 잘 찢어지지 않으며 오래 보관시 변형되기 쉬운 문제가 있다.
또한, 셀로판지는 내열성이 뛰어나 약포지 밀봉작업시 열변형이 적고 인열강도가 우수하며 개봉이 용이한 특성을 가지고 있으나, 고가의 재질이어서 비용부담이 크고 흡습성을 가지기 때문에 습기에 의해 셀로판지가 주름이 지기 쉬우며 재단작업시 파단되거나 취급시 정전기가 발생되기 쉬워서 약제 포장작업이 어려운 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투명성, 공기 및 습기 차단성, 저온접착성, 일방향 파단성 등 약포지로서의 제반 물성이 우수하며 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 약포지용 필름을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 폴리스티렌 100중량부, 고밀도폴리에틸렌 40~50중량부 및 스티렌-부타디엔 고무 5~15중량부를 혼합한 수지조성물을 인플레이션 방식으로 성형하여 형성된 인플레이션 필름 기재층; 및 스티렌-부타디엔 고무 70~90중량% 및 저밀도폴리에틸렌 10~30중량%로 구성되는 수지조성물을 상기 인플레이션 필름 기재층 일면에 압출하여 형성된 코팅층;으로 이루어진 약포지용 필름이며, 상기 약포지용 필름의 두께는 30~50㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 상기 기재층 두께의 30~40%이며, 상기 인플레이션 필름 기재층 성형은 필름 형성 초기에 외기와의 접촉을 차단한 상태에서 서냉한 이후에 외기와 접촉 냉각시켜 필름 분자 구조가 균일한 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 약포지용 필름을 제공한다.
이때, 상기 기재층에 폴리스티렌 100중량부를 기준으로 선형 저밀도 폴리에틸렌 3~5중량부가 추가되는 것이 바람직하다.
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본 발명에 따른 약포지용 필름은 원재료가 저렴하고 별도의 접착제를 사용하지 않고 기재층 및 코팅층을 일체로 제조할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 약제 밀봉작업 및 보관에 적합한 물성을 갖추고 있으며, 일방향으로 파단되는 성질이 뚜렷하여 약을 복용시 개봉이 용이하고 약제가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 폴리스티렌(polystyrene), 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene) 및 탄성중합체(elastomer) 혼합물이 포함된 기재층(base layer)을 제조하고, 상기 기재층 일면에 탄성중합체 및 저밀도폴리에틸렌(low density polyethylene)이 혼합된 수지조성물을 코팅하여 약포지용 필름을 제조한다.
본 발명에 따른 약포지용 필름의 기재층은 폴리스티렌을 주재료로 하는데, 상기 폴리스티렌은 무색투명하고 착색이 자유로우며 우수한 전기적 성질, 빛 안정성 및 방사선에 대한 저항력이 매우 뛰어난 물질이다.
또한, 산, 알칼리, 염류, 광유, 유기산, 저급알코올 등에 대해서 우수한 저항성을 갖고 있고, 용해시의 열안정성 및 유동성이 양호하기 때문에 성형가공성이 양호하고 사출성형에 적합하며, 특히 온도와 습도에 의해 물체가 변화할 때 원래의 치수를 유지하려는 치수안정성이 우수한 재료이다.
상기와 같이 본 발명에서 기재층의 주재료로 사용되는 폴리스티렌은 약포지용으로 적합한 물성을 나타내면서 구입가격이 비교적 저렴하게 형성되어 제조원가가 낮아지는 장점이 있는 반면에 연화온도가 비교적 낮고 강도가 약하다는 단점이 있다.
따라서 폴리스티렌을 약포지용 필름으로 사용하기 위해서는 내열성과 내충격성을 향상시킬 필요가 있는데, 내열성을 위해 융점이 높은 고밀도폴리에틸렌을 첨가한다.
고밀도폴리에틸렌은 통상 융점이 132℃~138℃인 극성 고분자로서 절연성이 뛰어나고 구조적으로 결정도가 높으며 3차수소(tertiary H)의 수가 매우 적기 때문에 산화에 대한 안정성이 뛰어난 반면에 열전도성이 높고 투명도가 낮다.
또한, 고밀도폴리에틸렌은 응력이 가해지지 않은 상태에서 60℃까지는 보통의 유기용제, 산, 알칼리 등에 대하여 극히 안정하므로, 폴리스티렌에 고밀도폴리에틸렌이 첨가됨으로써 상기 폴리스티렌의 취약한 내열성을 보완해 줄 뿐만 아니라 담기는 약제의 종류에 관계없이 약포지로 폭넓게 사용할 수가 있다.
상기 고밀도폴리에틸렌 첨가량은 폴리스티렌 100중량부를 기준으로 40~50중량부가 바람직하며, 40중량부 미만이면 연화되기 쉬워서 더운 하절기에 형태가 유지되기 어렵고 50중량부를 초과하면 열전도성이 증가되어 약포지 외부의 열이 내부로 전달되기 쉬워 약제의 변질가증성이 높아지고 필름의 투명도가 저하되므로 바람직하지 않다.
내충격성을 향상시키기 위해서는 상기 폴리스티렌에 탄성중합체를 첨가한다.
탄성중합체는 외력을 가해서 잡아당기면 늘어나고, 외력을 제거하면 원래의 길이로 돌아가는 성질을 가지는 고분자 화합물로서, 약포지의 내충격성을 향상시키는 역할을 하게 된다.
본 발명에서는 상기 탄성중합체의 종류 중 열가소체(thermoelastomer)가 바람직한데, 열가소체는 가교결합이 없으므로 폴리스티렌 및 고밀도폴리에틸렌과 혼합하여 사출성형 및 압출성형을 가능하게 한다.
상기 열가소체의 예를 들면, 스티렌(styrene)과 부타디엔(butadiene)을 혼성 중합한 블록 공중합체(block copolymer) 타입의 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber)를 들 수 있다.
상기 탄성중합체 첨가량은 폴리스티렌 100중량부를 기준으로 5~15중량부가 바람직하며, 5중량부 미만이면 내충격성이 부족하여 필름이 파손되기 쉽고 15중량부를 초과하면 탄성이 너무 강하여 개봉시 잘 찢어지지 않고 투명도가 저하되어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 약포지용 필름의 기재층은 상기 폴리스티렌, 고밀도폴리에틸렌 및 탄성중합체 혼합물로 구성되는데, 상기 약포지의 제반 물성을 좀더 향상시키기 위하여 상기 혼합물에 선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene)을 추가할 수 있다.
선형 저밀도 폴리에틸렌은 인장강도, 인장신도율, 강성 등이 양호하므로 필름을 얇게 제작하여도 쉽게 파손되지 않으며, 또한 내스트레스크랙성이 좋고 인열강도가 크며 표면경도도 비교적 크므로 광택이 좋은 필름을 얻을 수 있다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 첨가량은 폴리스티렌 100중량부를 기준으로 3~5중량부가 바람직한데, 3중량부 미만이면 제반 물성의 보완효과가 미미하고 5중량부를 초과하면 용융점도가 높아지고 용융장력이 저하되어 필름제작 작업조건이 까다롭고 투명도가 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 약포지용 필름은 필요시 다양한 첨가제를 추가로 함유할 수 있으며, 이와 같은 첨가제로서는 대전 방지제, 항산화제, 안정화제, 분산제, 자외선 흡수제 등을 예로 들 수 있다.
이와 같은 첨가제의 혼합비율은 특별한 제한 없이 적당량을 첨가하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 상기 폴리스티렌 100중량부에 대하여 상기 첨가제를 0.1~20중량부, 더욱 바람직하게는 1~10중량부의 비율로 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 약포지용 필름은 상기 폴리스티렌, 고밀도폴리에틸렌 및 탄성중합체 혼합물로 이루어진 기재층 일면에 탄성중합체 및 저밀도폴리에틸렌이 혼합된 수지조성물을 코팅하여 제조된다.
상기 탄성중합체는 필름의 내충격성 및 부드럽고 유연한 감촉을 제공하고, 고분자 사슬 속에 탄성을 가진 연질상의 고무성분과 상온에서 소성변형을 막는 결정이나 유리상 성분 등의 경질상이 존재한다.
또한, 상기 저밀도폴리에틸렌은 투명성, 유연성, 가공성, 내약품성, 내수성, 전기절연성 및 인쇄성이 좋고 기재층과의 접착성이 우수하다.
따라서 탄성중합체 및 저밀도폴리에틸렌 수지조성물을 상기 기재층에 코팅함으로써 본 발명의 약포지용 필름의 표면물성을 개선할 수 있으며, 접착성이 우수한 저밀도폴리에틸렌이 혼합되므로 별도의 접착제를 사용하지 않아도 기재층과 코팅층의 접착력이 유지되므로 제조비용이 절감된다.
상기 수지조성물의 혼합비율은 탄성중합체 70~90중량%, 저밀도폴리에틸렌 10~30중량%가 바람직한데, 상기 탄성중합체가 70중량% 미만이거나, 저밀도폴리에틸렌이 30중량%를 초과하면 내충격성 및 내열성이 저하되어 약제 밀봉작업시 약포지가 열에 의한 손상이나 변형이 발생하고 부드러운 촉감이 감소하여 바람직하지 않고, 상기 탄성중합체가 90중량%를 초과하거나, 저밀도폴리에틸렌이 10중량% 미만이면 잘 찢어지지 않고 코팅층이 기재층으로부터 박리될 우려가 있다.
본 발명에 따른 약포지용 필름 두께는 30~50㎛가 적당하고, 상기 약포지용 필름 코팅층의 코팅두께는 상기 기재층 두께의 30~40%가 바람직한데, 약포지용 필름 두께가 30㎛ 미만이면 충분한 기계적 강도를 유지할 수 없어서 약포지의 파손으로 약제가 누출될 수 있고, 50㎛를 초과하면 개봉시 잘 찢어지지 않고 경제성이 저하되어 바람직하지 않다.
또한, 상기 코팅층의 코팅두께가 기재층 두께의 30% 미만이면 외부의 충격에 쉽게 파손될 우려가 있으며, 40%를 초과하면 개봉시 잘 찢어지지 않거나 일방향으로 파단되지 않아 바람직하지 않다.
상기와 같이 본 발명에 따른 약포지용 필름은 투명성, 내약품성, 성형가공성, 치수안정성, 내열성, 내충격성이 우수하고 저렴한 비용으로 제조되는 기재층 일면에 내수성, 전기절연성, 인쇄성 및 접착성이 우수하고, 부드러운 감촉의 코팅층을 코팅하여 제조되므로 약포지 용도에 최적화된 물성을 갖추게 된다.
본 발명에 따른 약포지용 필름은 다양한 방법을 통해 제조될 수 있으며, 예를 들어 기재층을 인플레이션(inflation) 방식으로 제조한 후 상기 기재층에 압출적층(extrusion-laminating) 방식으로 코팅층을 코팅하여 제조될 수 있다.
인플레이션 방식은 블로운(blown) 방식이라고도 하는데, 용융수지가 압출기 다이를 통해 연속적으로 생성되는 튜브형태의 버블(bubble)로 형성되고, 상기 버블 내부에 공기를 불어넣어 필름 폭을 결정한 후 닙롤에 의해 접혀지고 두겹으로 권취되어 필름이 제조되는 방식으로서, 분자배향이 비교적 균일하게 형성되므로 기재층의 강도를 우수하고 일정하게 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 기재층 필름의 제조는, 상기 버블형성 초기에 버블을 외기와의 접촉을 일정부분 차단한 상태에서 용융상태의 수지를 서냉한 이후에 외기와 접촉하여 냉각시키는 것이 바람직하다.
이는 필름 형성 초기 용융상태의 수지를 서냉시킴으로써 분자가 제 위치를 찾을 수 있는 시간을 제공하고 급랭에 따른 조직의 불안정성을 방지하여 필름의 분자구조를 일정하고 안정적인 상태로 유지할 수 있도록 하며, 이로 인해 필름 분자구조가 균일한 방향성을 갖게 되어 약포지 개봉시 파단되는 방향이 일방향으로 유지되도록 하는데 도움을 준다.
또한, 압출적층 방식은 압출기를 이용하여 열가소성 수지조성물을 가열 용융하여 유동상태로 한 뒤 티다이에서 엷은 필름상으로 압출하는 동시에 각종 박층기재의 표면에 연속으로 압착하는 가공법으로써, 고속작업이 가능하며 특히 저밀도폴리에틸렌이 함유된 코팅층의 코팅작업에 적합하다.
상기 인플레이션 방식 및 압출적층 방식은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 공지의 기술이므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
<실시예 1>
폴리스티렌(Polystyrol 158K, 한국바스프주식회사 제조, 한국):고밀도폴리에틸렌(E308Y, 대한유화공업주식회사 제조, 한국):탄성중합체(KTR-602, 금호석유화학 제조, 한국)를 100:45:10의 중량비로 혼합한 후 인플레이션 필름 성형장치에 투입하여 두께 30㎛의 기재층용 필름을 제조하였다.
상기 인플레이션 필름성형장치는 상향식으로서 용융온도 180℃, 권취속도 1,000rpm이며, 압출기 다이에서 시작하여 상방향으로 50㎝ 높이의 서냉부를 두어 필름형성 초기의 온도강하를 최소화하였다.
탄성중합체(LC670, (주)LG화학 제조, 한국):저밀도폴리에틸렌(963-LDPE, 한화케미칼 제조, 한국)을 80:20의 중량비로 혼합하고 270℃로 용융시킨 다음 티다이에서 압출하면서 상기 기재층용 필름 표면에 60℃의 롤러로 압착가공하여 본 발명에 따른 약포지용 필름을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 기재층용 필름 제조시 폴리스티렌, 고밀도폴리에틸렌 및 탄성중합체 혼합물에 선형 저밀도 폴리에틸렌(UF315, 호남석유화학 제조, 한국)을 폴리스티렌 100중량부 기준 4중량부의 비율로 첨가하여 인플레이션 필름 성형장치에 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 약포지용 필름을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 기재층용 필름 제조시 고밀도폴리에틸렌 및 탄성중합체를 사용하지 않고 폴리스티렌만을 사용하여 기재층용 필름을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 약포지용 필름을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서, 기재층용 필름 제조 후 탄성중합체 및 저밀도폴리에틸렌을 상기 기재층용 필름 표면에 압착가공하지 않고 기재층용 필름만으로 약포지용 필름을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서, 상기 인플레이션 필름 성형시 서냉부를 설치하지 않고 필름형성 초기에 필름을 급냉시켜 기재층용 필름을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 약포지용 필름을 제조하였다.
<실험예> 인열강도, 인장강도 및 신장률 측정
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3 필름에 대한 인열강도, 인장강도 및 신장률을 측정하였다.
측정은 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 KS M 3001:2006 시험방법에 의거 실시하였으며 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
측정결과
항목 단위 구분 측정결과
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
인열강도 N/㎠ 가로 366 358 338 295 524
세로 918 905 831 786 826
인장강도 가로 2720 2860 2540 2180 3270
세로 4360 4450 4190 3960 3830
신장률 % 가로 7 11 13 12 28
세로 110 124 135 123 92
상기 측정결과에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예가 비교예 1, 2에 비하여 대체로 인열강도 및 인장강도에 있어서 높게 나타나고, 신장률에서 낮게 나타나 본 발명에 따른 필름으로 제조된 약포지가 외부의 충격에 쉽게 파손되지 않을 것으로 예상된다.
특히 가로와 세로의 수치가 뚜렷이 차이가 남을 알 수 있는데, 이는 약포지를 개봉시 일방향으로 파단되어 약포지 내부의 약제가 쏟아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 비교예 3에서는 가로 및 세로의 차이가 줄어들어 일방향으로 찢어지는 정도가 약해져 바람직하지 않은 결과를 가져오므로 기재층 필름 제조시 필름형성 초기에 서냉시키는 것이 바람직함을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 약포지용 필름은 원재료가 저렴하고 별도의 접착제를 사용하지 않고 기재층 및 코팅층이 일체로 제조되므로 제조비용을 절감할 수 있으며, 제반 물성이 약포지용으로 적합하고, 특히 일방향으로 파단되는 성질이 뚜렷하여 약포지 개봉시 약제의 손실을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 폴리스티렌 100중량부, 고밀도폴리에틸렌 40~50중량부 및 스티렌-부타디엔 고무 5~15중량부를 혼합한 수지조성물을 인플레이션 방식으로 성형하여 형성된 인플레이션 필름 기재층; 및
    스티렌-부타디엔 고무 70~90중량% 및 저밀도폴리에틸렌 10~30중량%로 구성되는 수지조성물을 상기 인플레이션 필름 기재층 일면에 압출하여 형성된 코팅층;으로 이루어진 약포지용 필름이며,
    상기 약포지용 필름의 두께는 30~50㎛이고, 상기 코팅층의 두께는 상기 기재층 두께의 30~40%이며,
    상기 인플레이션 필름 기재층 성형은 필름 형성 초기에 외기와의 접촉을 차단한 상태에서 서냉한 이후에 외기와 접촉 냉각시켜 필름 분자 구조가 균일한 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 약포지용 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인플레이션 필름 기재층에 폴리스티렌 100중량부를 기준으로 선형 저밀도 폴리에틸렌 3~5중량부가 추가되는 것을 특징으로 하는 약포지용 필름.
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